Hybrid-Press-Spritzgussverfahren
Ein
Forschungsprojekt ist die Weiterentwicklung des Hybrid-Press-Spritzgussverfahrens, welches auf der
Spritzgusstechnologie in Kombination mit dem Umformen von endlosfaserverstärkten,
thermoplastischen Prepregs im Pressverfahren basiert.
Die neuentwickelte Fertigungsprozesskette für die Herstellung von zweischaligen, thermoplastischen Hybridstrukturen aus Kohlenstofffaser verstärktem Kunststoff (CFK) mit integrierten Krafteinleitungen durch metallische Inserts wurde auf einer Spritzgieß-Rundtischanlage realisiert und erlaubt eine vollautomatisierte Fertigung innerhalb kurzer Zykluszeiten. Als Demonstrator-Bauteil wurde der Batterieträger-Adapter der CFK-Rücksitzwand eines Elektrofahrzeuges - des Audi R8 e-tron - gewählt. Der Batterieträger-Adapter bildet eine komplexe Bauteilgeometrie ab und integriert zwei Lasteinleitungen, die das Gewicht der dahinter montierten Batterie-Einheit aufnehmen und die je nach Crashfall auftretenden hohen Beschleunigungskräfte in jeweils unterschiedlicher Wirkungsrichtung übertragen müssen.
Das thermoplastische Resin-Transfer-Moulding-Verfahren - kurz: T-RTM-Verfahren - wurde am Beispiel einer B-Säulenverstärkung aus endlosfaserverstärktem Kunststoff unter Verwendung eines niedrigviskosen Caprolactam-Systems realisiert. Diese Fertigungsvariante lehnt sich an aktuelle RTM-Verfahrenstechnologien an, bei der die Presse als Zuhalte- und Schließvorrichtung für das Werkzeug fungiert, und bietet die Möglichkeit, thermoplastische Faserverbundbauteile für automobile Anwendungen wirtschaftlich zu fertigen.