Arbeitskreisleitung

Endlos-faserverstärkte Thermoplaste im Automobilbereich

Ein industriefinanzierter AVK-Arbeitskreis, geleitet vom IVW, beschäftigt sich mit der effizienten, robusten und einheitlichen Charakterisierung von endlosfaserverstärkten Thermoplasten und deren Überführung in Normenwerke.

Die Eigenschaften von endlosfaserverstärkten Thermoplasten werden wie bei anderen Werkstoffen auch in experimentellen Untersuchungen charakterisiert. Dabei kann teilweise auf einheitliche, oft aber auch auf unterschiedliche Normen zurückgegriffen werden. Oftmals existieren keine Normen oder die existierenden Normen sind nicht passend, weil sie z.B. für duromere Verbundwerkstoffe entwickelt wurden. Desweiteren gibt es innerhalb dieser Materialgruppe keine einheitliche Werkstoffcharakterisierungsstrategie. Dies führt zu einem Hemmnis in der Anwendung von endlosfaserverstärkten Produkten im Automobilbau, wo Vergleichbarkeit der Werkstoffe, Unterstützung von Simulation und Kosteneffizienz Grundvoraussetzungen für den Einsatz von Werkstoffen sind.
Vor diesem Hintergrund entwickelt der AVK Arbeitskreis „endlosfaserverstärkte Thermoplaste“ eine transparente und effiziente Standardisierungsstrategie für endlosfaserverstärkte Thermoplaste (Organobleche und Tapes). Seit seiner Gründung im Juni 2015 wurde ein Prüfplan erarbeitet. Dieser Prüfplan definiert den minimal notwendigen Satz an Werkstoffkennwerten sowie die Prüfbedingungen und Prüfmethoden nach welchen die Werkstoffkennwerte bestimmt werden. Bei der Auswahl entsprechender Prüfmethoden waren besonders die Faktoren Genauigkeit, Effizienz und Robustheit ausschlaggebend. Die Anwendbarkeit für endlosfaserverstärkte Kunststoffe wurde durch experimentelle Validierung mittels ausgewählter Prüfmethoden belegt. Eine darüber hinaus gehende Maßnahme war die Entwicklung eines neuen Prüfkörpers für die Zugeigenschaften. Die bestehende Prüfmethode wurde für die Anwendung bei endlosfaserverstärkten Thermoplasten als deutlich weniger robust mit hohem verbundenen Prüfaufwand bewertet. Der neu entwickelte Prüfkörper wird diesen Anforderungen gerecht, belegt durch einen umfangreichen Ringversuch. In Folge dessen soll dieser neue Prüfkörper in die bestehende Norm überführt werden. Dies verdeutlicht die Bereitschaft des Arbeitskreises, die Vereinheitlichung der Werkstoffcharakterisierung für die Gruppe der endlosfaserverstärkten Thermoplaste auf ein festes Fundament zu stellen.
Die weiterführende Arbeit des Arbeitskreises sieht vor, den Prüfplan in eine öffentliche Datenbank zu überführen, damit nach diesem Schema geprüfte Werkstoffe veröffentlicht werden können. Darüber hinaus rücken für die Auslegung automobiler Komponenten wichtige Themen der Prozesssimulation und Dehnrateneinflüsse auf die Tagesordnung des Arbeitskreises.

In diesem Arbeitskreis unter dem Dach der AVK sind folgende Firmen zusammengeschlossen:

  • Arkema
  • Covestro
  • DSM
  • Dupont
  • Evonik
  • Lanxess/Bond Laminates
  • Mitsui Chemicals
  • Sabic
  • Solvay

Von diesen Firmen wurde das IVW, basierend auf seinen Erfahrungen und Fähigkeiten, ausgewählt, diesen Arbeitskreis zu leiten, die auftretenden wissenschaftlichen Fragestellungen zusammenzutragen und Lösungen für eine transparente und effiziente Standardisierung vorzuschlagen. Diese Lösungen werden eng mit einem OEM Komitee (BMW, Daimler, Ford, Opel/PSA, VW) diskutiert.

Kompetenzfeld

Branchen

Projektstatus

  • Aktuell

Ansprechpartner

Dr.-Ing.

David Scheliga

Postdoc Crash & Energieabsorption

Telefon: +49 631 2017 438

david.scheliga@ivw.uni-kl.de

Dr.-Ing.

Sebastian Schmeer

Stellv. Abteilungsleiter Bauteilentwicklung & Kompetenzfeldleiter Crash & Energieabsorption

Telefon: +49 631 2017 322

sebastian.schmeer@ivw.uni-kl.de