Das ist Ultraleicht+

Flächige, schalenförmige Formteile aus Kunststoff kommen immer dort zum Einsatz, wo sie eine tragende Funktion erfüllen. Beispiele sind Abdeckungen im Kofferraum, Einstiegsverkleidungen, Batteriekästen oder hoch feste Gehäuse. Ziel des vom BMWi geförderten Forschungsprojekts Ultraleicht+ ist die Gewichtsminimierung dieser Formteile bei vergleichbaren Biegeeigenschaften.

 

Demonstratorbauteil
Demontrator mit steifer Hautkomponente und leichtem Schaum im Kern

Materialien

Der Zweikomponenten-Sandwichspritzguss ermöglicht, unterschiedliche Materialien für die Haut- und Kernschicht zu verwenden. Mit einer Außenhaut aus Metallersatzkunststoff und einem Kern aus kompatiblem Schaum beträgt die durchschnittliche Dichte des gesamten Hybridbauteils nur 1,0 g/cm³. Dabei erreichen die Biege-E-Module der eingesetzten Metallersatzkunststoffe je nach Typ 20.000-30.000 MPa. Mit dieser Kombination ist es bei geeigneten Geometrien möglich, auf endlosfaserverstärkte Halbzeuge („Organobleche“) in einem Strukturbauteil zu verzichten. Der abgebildete Prüfkörper ist  bei vergleichbarer Biegefestigkeit im Vergleich zum kompakten Werkstoff ca. 30% leichter.

Geometrie

Zur Versteifung spritzgegossener flächiger Formteile hat sich konstruktiv schon seit langem die Kreuzverrippung durchgesetzt. Alternativ dazu entstand speziell zur Verschäumung von Rippen die abgebildete Rippengeometrie. Darauf aufbauend wird diese Rippenstruktur in ein dreidimensionales Demonstrator-Formteil überführt.

2K-Sandwichspritzguss
Verfahrensablauf des 2K-Sandwichspritzguss

Verfahren

Das Herstellungsverfahren ermöglicht eine wirtschaftliche großserientaugliche Fertigung maschinenfallender nacharbeitsfreier Formteile. Dazu wurde die im Haus vorhandene 2K-Spritzgießmaschine mit einer kommerziell erhältlichen Sandwich-Zwischenplatte ausgerüstet.

Vorteile

  • Leichtbaueffekt für mechanisch hoch beanspruchte flächige Bauteile
  • Niedrige Bauteildichten bis ca. 0,5 g/cm³
  • Effiziente Herstellung im 2K-Sandwich-Spritzguss (One-shot-Verfahren)
  • Kostenvorteil durch reduzierte Materialmenge und Recyclingmaterial im Kern

Es werden leichte hoch feste Hybridbauteile entwickelt, die sich auf industrielle Anwendungen umsetzen lassen. Nutzen Sie unser Technikum für Ihre Versuche und unsere Ausstattung für Ihre Fertigung oder Abmusterungen. Das KUZ unterstützt Sie gerne von der Umsetzung der Technologie über die Werkstoffauswahl und Fertigung bis hin zur Formteilprüfung.

Kontakt

Annerose Hüttl
+49 341 4941-607
huettlnoSpam@kuz-leipzig.de

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Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Reg.-Nr.:VF140160

Passende Leistungen

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