Die Belastbarkeit eines Hybridprofils wurde im Vergleich zu reinen Metallausführungen geprüft. Sie hängt stark von der Belastungsart und -richtung ab. Untersucht wurden dabei das Kraft-Verformungs-Verhalten bei Biegebelastung und bei Druckbelastung in Längsrichtung sowie die Torsionsbelastbarkeit. In Zusammenarbeit mit der Bayer AG, Leverkusen, (D), wurde ein Spritzgießwerkzeug für verrippte, dreidimensionale Hybridstrukturen (U-Hybridträger) gebaut, das die Möglichkeit bietet, die Belastbarkeit und Maßhaltigkeit in Abhängigkeit von der Prozessführung, der Metall-Kunststoff-Gestaltung, der Haftung und den Werkstoffeigenschaften zu untersuchen. Ein Bild zeigt das Kraft-Verformungs-Verhalten von unterschiedlichen Profilen bei Biegebeanspruchung. Die Versuche wurden am Lehrstuhl für Kunststofftechnik der Universität Erlangen-Nürnberg, (D), durchgeführt. Das geschlossene Blechprofil zeigt bei Biegebelastung eine höhere Leistungsfähigkeit als das offene, die jedoch vom Hybridprofil noch deutlich übertroffen wird. Ausschlaggebend dafür ist die Kunststoffrippe, die eine höhere Stabilität des Blechprofils ermöglicht und das Breiten der beiden Flanken verhindert. In einer weiteren Abbildung sind Drehmoment-Drehwinkel-Diagramme von unterschiedlichen Profilen bei Torsionsbeanspruchung dargestellt. Das Hybridprofil hat eine deutlich höhere Steifigkeit als das offene und geschlossene Blechprofil und ein höheres maximales Drehmoment. Genauso wird das Zusammenklappen der beiden Flanken des Blechprofils durch die Kunststoffrippe erschwert. Die ersten Hybridteile sind seit Ende 1997 in der Automobilindustrie in Großserie produzierte Frontends des Audi A6 aus Stahlblech und PA 6-GE 30. Versteifungsrippen und Hinterschnitte lassen sich im Spritzgießverfahren wesentlich einfacher realisieren als in der GMT-Technik. Neben einem hohen Grad an Funktionsintegration wiegt das neue Frontend etwa 1 kg weniger als die früher eingesetzte glasmattenverstärkte Ausführung (GMT). Eine weitere Hybridstruktur, das Frontend für den Ford Focus, wird bereits seit Oktober 1998 in Serienfertigung bei der Firma Dynamit Nobel hergestellt. Im Werkzeug werden drei vorgeformte Blechprofile mit 0,5 mm Dicke eingelegt und mit PA 6-GF 30 umspritzt.
Tragende Metall-Kunststoff-Bauteile geben dem Leichtbau Impulse
Maschinenmarkt, Würzburg ; 106 , 30/31 ; 40-41
2000
2 Seiten, 3 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
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