pro-TPC-Struktur

Der Faserkunststoffverbund (FKV) besitzt zwar eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, jedoch häufig wirtschaftliche Nachteile gegenüber metallischen Werkstoffen. Eine vielversprechende Strategie für ein preislich attraktives Endprodukt mit gesteigertem Leistungsspektrum ist die Kombination von kurz- und endlosfaserverstärkten Thermoplasten (TP). Hierbei wird die Endlosfaserverstärkung nur lokal in hochbelasteten Bereichen entlang der Hauptlastpfade eingesetzt. Hochbelastete Bereiche werden im Projekt durch Topologieoptimierung und Finite Elemente (FE) Simulationen ermittelt. Durch die methodische Erarbeitung einer Simulationskette zur Verknüpfung verschiedener Auslegungstools (CAD, FE, Topologieoptimierung, Prozesssimulation) wird das Ziel einer umfassenden virtuellen Auslegung von hybriden thermoplastischen FKV Strukturbauteilen verfolgt. Durch die Schmelzbarkeit von TP ist es möglich, auf effiziente, wirtschaftliche Verarbeitungsmethoden zurückzugreifen, welche sich vor allem durch kurze Taktzeiten und damit hohe Ausbringungsmengen auszeichnen. Hierzu gehört das Spritzgussverfahren, welches durch Automatisierungstechnik wesentlich zur Wirtschaftlichkeit des Konzepts beiträgt. Im Projekt wird die vorhandene Spritzgussanlagentechnik auf die speziellen Anforderungen von hybriden thermoplastischen FKV Strukturbauteilen angepasst.

Die Herausforderungen im Projekt liegen - neben der neuartigen Berechnung einer hybriden Baugruppe aus anisotropen Werkstoffen und dem Zusammenspiel von Einleger und Spritzgussmasse - in der Herstellung einer verfahrenstechnisch hinreichend festen Grenzschicht zwischen Einleger und Spritzgussmasse.