Grundlegende Untersuchung und Simulation der Mikrostrukturfüllung und Werkstoffeigenschaften für optimierte Fügeverbindungen
Kunststoff/Metall-Hybridbauteile können durch die Kombination der spezifischen Materialvorteile gewichtsreduzierte und kosteneffiziente Produkte mit hoher Funktionsintegration erzielen. Dabei stellt die Erzeugung des Materialverbundes eine Herausforderung dar. Durch den innovativen Fügeansatz des mikroformschlüssigen Verbundes, also dem Hinterspritzen großflächig aufgebrachter Mikrostrukturen, können die Vorteile des Formschlusses mit den Vorteilen des Stoffschlusses verbunden werden.
Bislang stehen noch keine Auslegungsrichtlinien für diesen Fügeansatz zur Verfügung, die die Abhängigkeit von der Strukturgeometrie, -anordnung und der verwendeten Formmasse abbilden. Dies ist vor allem auf die durch den Laserprozesses nicht vollständig definierte Mikrostrukturgeometrie und die Herausforderungen bei der Berechnung und Simulation der Füllung von Mikrostrukturen zurückzuführen. Die Füllung der Mikrostrukturen weist jedoch einen signifikanten Einfluss auf die Verbundfestigkeit auf, weshalb diese im Rahmen des Forschungsvorhabens grundlegend und Umfassend untersucht werden soll.
© IKVNeben der Füllung der Mikrostrukturen im Spritzgießprozess werden auch die resultierenden Werkstoffeigenschaften wie die Kristallisation der Kunststoffformmasse im Bereich der Mikrostrukturen betrachtet. Ziel ist es, die Strukturfüllung sowie die Werkstoffeigenschaften in Abhängigkeit von der Strukturgeometrie, der verwendeten Formmasse, dem eingesetzten Blechmaterial, den Prozessparametern und der Formteilgeometrie vorherzusagen. Dazu werden sowohl umfassende praktische Analysen durchgeführt als auch verschiedene simulative Ansätze betrachtet.
Projektdaten, Förderung und Dank
Wir danken der DFG für die Förderung des Projekts (Förderkennzeichen HO 4776/92-1) und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit
Projektpartner / Förderung:
