Durch die rasante Entwicklung von innovativen Werkstoffen und Fertigungsverfahren eröffnet sich für den Kraftfahrzeug-Leichtbau eine Vielzahl neuer Möglichkeiten bei der Initiierung leistungsfähiger Produkte. In einem ganzheitlichen Konzept sind dabei, neben der reinen Massereduzierung, Aspekte einzubeziehen von der optimalen Materialeinstellung und -ausnutzung sowie vom Materialmix über angepasste Fertigungs- und Montageprozesse bis hin zum Energieverbrauch während der Produktlebensdauer und zum Recycling. Bei den Werkstoffen werden belastungsgerechte Material- und Fügekompositionen insbesondere von Metallen und Polymeren sowie darauf basierende recyclinggerechte Sandwich- und Hybridverbunde angestrebt. So werden beim PKW neben Stahl zunehmend auch Aluminium, Magnesium und Kunststoffe bei innovativen Bauteilentwicklungen in die Lösungsfindung und die darauf aufbauende Wertschöpfungskette verstärkt mit einbezogen. Die großserientechnisch eingeführte Hybridtechnik beruht auf der Kombination des Metall-Tiefziehens und dem Kunststoff-Spritzgießen. Man erhält dadurch montagefertige Hybridbauteile mit multifunktionalem Eigenschaftsprofil und hoher Funktionsintegration. Bei den angestrebten dünnwandigen Konstruktionen stellen insbesondere Krafteinleitungsbereiche versagenskritische Zonen dar, denn derartige Profile sind relativ beul- und knickempfindlich. Durch gezielt eingesetzte Kunststoff-Rippenstrukturen lassen sich derartige Versagensformen über einen großen Belastungsbereich weitgehend unterbinden. So kann etwa der Stahl bei anwendungsgerecht ausgelegten GFK-St-Hybridbauteilen bis an seine Fließgrenze voll ausgelastet werden, wenn durch die eingebrachte Rippenstruktur etwa aus glasfaserverstärktem Polyamid (PA6-GF) ein vorzeitiges Kollabieren des Profils verhindert wird. Im Herstellungsprozess kann durch das definierte Umspritzen des Hohlprofils darüber hinaus eine Vielzahl von Zusatzfunktionen in einem Arbeitsgang in das Bauteil integriert werden. Funktionsintegrative Hybridkonstruktionen setzen für eine optimierte Herstellung entsprechendes interdisziplinäres Know-how auf den Gebieten der Kunststofftechnik und auch der Umformtechnik voraus.
Hybridverbunde im Fahrzeugbau
2004
10 Seiten, 4 Bilder, 15 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
TIBKAT | 1975
|IuD Bahn | 2007
|Kraftfahrwesen | 1979
|SLUB | 1933
|SLUB | 1944
|