Zum Umformen
endlosfaserverstärkter
Thermoplaste mittels Gasdruck

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Christian Gröschel

Endlosfaserverstärkte Thermoplaste auf Basis plattenförmiger Halbzeuge (sog. Organobleche) bieten großes Potential für einen wirtschaftlichen Leichtbau durch ihre guten gewichtsbezogenen Eigenschaften und Verarbeitungsmöglichkeiten. Auf Grund der thermoplastischen Matrix können sie durch Aufschmelzen, Umformen und Abkühlen innerhalb kürzester Taktzeiten zu Bauteilen verarbeitet werden. Die aufgeschmolzene Matrix bietet prozesstechnisch weitere Möglichkeiten zur Integration von Spritzgießkomponenten wie Rippen oder das stoffschlüssige Fügen mehrerer Halbzeugzuschnitte durch Schweißen. Dies hat eine Reihe neuer integrierter Fertigungsverfahren hervorgebracht. In den meisten erfolgt das Umformen klassisch mittels Stempel und Matrize. Neuere Verfahren verwenden Gasdruck für die Umformung der Halbzeuge für bessere Eigenschaften oder um in Kombination mit dem Fügen zweier Halbzeuge Hohlkörper herzustellen.

Bisher erfolgt die Umformung von Organoblechen mittels Gasdruck je nach Verfahren allerdings unter Ver¬wendung zusätzlicher Barrieren wie z. B. Schmelze, Schläuchen oder Diaphragmen. Diese verbleiben nach der Umformung oder müssen ersetzt werden, was zusätzliche Kosten und zusätzliches Gewicht verursacht.

Im Rahmen dieser Arbeit werden kommerziell verfügbare und modifizierte Organobleche auf ihre Eignung für die direkte Umformung mittels Gasdruck untersucht. Es zeigt sich, dass ohne eine Modifikation kaum Gasdruck aufgebracht und in eine Umformkraft umgewandelt werden kann. Die unbekannten Zusammenhänge zwischen Gasdichtheit der Halbzeuge und Einflüssen der Prozessparameter auf die möglichen Ausformgrade werden in der vorliegenden Arbeit erforscht. Die Umformbarkeit und Gasdichtheit lassen sich als gegenläufige Forderungen identifizieren. Mit einer aus dem Bereich des Thermoformens unverstärkter Kunststoffe bekannten Modifkation auf Halbzeugebene konnten hohe Ausformgrade mittels Gasdruck erreicht und ein stabiles Prozessfenster für die Umformung identifiziert werden. Die Ergebnisse sollen einen Beitrag für die Weiterentwicklung des Verfahrens zur Serienreife und die Entwicklung spezieller Halbzeug¬systeme leisten.

Seiten: 134

ISBN: 978-3-931864-70-5

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Lydia Lanzl, M.Sc.