Strukturschaumteile zielen im Wesentlichen auf Gewichtsreduzierung durch den partiellen Ersatz von Stahlstrukturen oder durch die Verwendung dünnerer Stähle ab. Die Basis der organischen Strukturschäume bilden Epoxydharze unterschiedlicher Kettenlänge, die man mit aminischen Reaktionspartnern durch Hitzezufuhr vernetzt. Parallel zu diesem zeit- und temperaturabhängigen Vernetzungsvorgang erfolgt die Expansionsreaktion, die so gesteuert werden muss, dass die Vernetzung des Polymergerüstes noch genügend Flexibilität gestattet, um die Ausdehnung der sich entwickelnden Gasvolumina zu ermöglichen, aber auch gleichzeitig bereits so viel Widerstand bzw. Festigkeit vorweist, um ein Zusammenfallen und Zusammenziehen der Zellwände zu verhindern. Für eine sichere und dauerhafte Anwendung im Automobilbau ist eine geringe Temperaturabhängigkeit, hervorgerufen durch die hohe Vernetzungsdichte der Schaumzellwände und spezieller Füllstoffe von sehr großer Bedeutung. Charakterisiert wird dieses Material auch durch hohe Zugscherfestigkeiten und geringe Dehnungswerte. Wöhlerkurven zur Beschreibung der Druckfestigkeit unter zyklischer Belastung zeigen die Konstanz und die Einheitlichkeit des Schaums. Die Untersuchung der Haftung nach dem Einbrennen auf verschiedenen im Automobilbau genutzten Substraten (Stahl, Zn-beschichtete Stähle, Aluminium, EC-beschichtete Stähle) nach verschiedenen Alterungs- und Klimatests ergab, dass die Anforderungen erfüllt werden. Bei den einkomponentigen heiß härtenden Schäumen wird das noch nicht gehärtete organische Material als Formteil an die Rohbaulinie angeliefert. Die Geometrie eines solchen Formteiles folgt der Struktur des jeweiligen Karosseriehohlraumes. Fixiert werden diese Formteile durch Clipse oder Schweißpunkte. Seltener kommen selbstklebende Formteile zum Einsatz. Für die Herstellung von Formteilen kommen sowohl Extrusions- als auch Spritzgussprozesse in Abhängigkeit von der Komplexität des Bauteils, von der Stückzahl oder des Verbauprozesses zur Anwendung. Immer häufiger kommt bei der Kombination Strukturschaum/PA das 2K-Spritzgussverfahren zum Einsatz, so dass das Fertigteil in einem Schritt hergestellt wird.
Reaktive Polymerschäume in der Automobilkonstruktion
2005
13 Seiten, 12 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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