Montagespritzgießen verbindet Metall und Thermoplast

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Schubert & Salzer Data GmbH

Xometry Europe GmbH

HBW-Gubesch Kunststoff-Engineering GmbH

Eingehende Untersuchungen am LKT zur Belastbarkeit eines solchen Verbunds verdeutlichen das Leistungspotenzial der Zwischenschicht: Aufgrund der elastischen Eigenschaften der TPE-Schicht kann eine mechanisch oder thermisch induzierte Deformation oder Dehnung kompensiert werden.

Werkstoff und Dicke der Zwischenschicht beeinflussen Ergebnis erheblich

Jedoch hat in diesem Fall die Schichtgestaltung einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis. Sowohl Werkstoffauswahl als auch Schichtdickengestaltung müssen entsprechend der Anwendung gerecht ausgelegt werden. Insbesondere Änderungen der Zwischenschichtdicke ermöglichen, die Eigenschaften des Verbunds anzupassen.

Der Demonstrator „Zierleiste“ wurde aus diesem Grund gezielt mit variierten Schichtdicken hergestellt und unterschiedlicher Belastung ausgesetzt (Bild 5). So führten die Prüfung „Wasserlagerung“ und der für die automobile Anwendung notwendige Klimawechseltest zu einer deutlich stärkeren Belastung der Prüfkörper mit dünnen TPE-Zwischenschichten.

Ergebnis: Die Kraft zur Durchbiegung im Drei-Punkt-Biegeversuch fällt deutlich ab. Dickere Zwischenschichten bieten dagegen mehr elastisches Potenzial. Sie können die Belastung einwirkender Medien und Temperaturwechsel besser ertragen und kompensieren unterschiedliche Dehnungswerte der einzelnen Schichten. Die Minderung der mechanischen Belastbarkeit ist gering.

Potenzielle Anwendungen der TPE-Zwischenschicht reichen über Automobilindustrie hinaus

Grundsätzlich wurde anhand des Forschungsprojekts gezeigt, dass sich durch Einspritzen einer TPE-Zwischenschicht die Belastbarkeit von Verbundteilen aus Metall und Thermoplast steigern lässt. Die beiden industriellen Projektpartner sehen noch eine weitere Steigerungsfähigkeit, indem man die konstruktive Bauteilgestaltung verbessert und weitere Werkstoffkomponenten testet. Auch eine weitere Verkürzung des Herstellprozesses ist denkbar sowie die Übertragung der Ergebnisse in Anwendungsbereiche außerhalb der Automobilindustrie – insbesondere dort, wo ein Stoffschluss durch Spritzgießen noch nicht möglich ist.

Für die Bereitstellung der im Rahmen der Untersuchungen benötigten Werkstoffe danken die Autoren der Elastogran GmbH und der Novem Car Interieur Design GmbH, Vorbach, außerdem der Neue Materialien Fürth GmbH für die Unterstützung bei den Versuchen und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die finanzielle Unterstützung im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 396 „Robuste verkürzte Prozessketten für flächige Leichtbauteile“.

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Drummer ist Inhaber des Lehrstuhls für Kunststofftechnik (LKT) der Universität Erlangen-Nürnberg. Dipl.-Ing. Marc Reichart leitet die Entwicklung bei der HBW Gubesch Kunststoff Engineering GmbH in Wilhelmsdorf. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Steve Meister ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am LKT.

(ID:335857)