MultiPro Optimierung der Eigenschaften eines durch Hybridpressen hergestellten Stahl-LFT Materialverbunds

Projektbeschreibung:

Das neue Verfahren des Hybridpressens ist eine Kombination aus hydromechanischem Tiefziehen von Blechen und Formpressen von langfaserverstärkten Thermoplasten (LFT). Dabei wird der im LFT aufgebaute hydrostatische Druck zur Umformung des Metallbleches genutzt. Durch die Vorbeschichtung der Stahlbleche mit Haftvermittler entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Metall und LFT. Die Gewichtsreduktion eines durch das Hybridpressen hergestellten Bauteils resultiert aus der Möglichkeit, die Blechdicke von reinen Stahlbauteilen zu reduzieren. Dies wird durch eine gezielte Verstärkung mit einer flächigen LFT-Schicht und zusätzlichen LFT Rippen ermöglicht. Eine belastungsgerecht ausgelegte Struktur kann je nach Anwendungsfall eine Gewichtsersparnis von ca. 20 % gegenüber reinen Metallbauteilen erreichen und zudem bessere mechanische Eigenschaften aufweisen.

Das Ziel von „MultiPro“ ist die Optimierung des Stahl-LFT-Materialverbundes. Die vielfältigen temperatur-, druck-, und geschwindigkeits-abhängigen Eigenschaften des LFTs werden zur Einstellung von Prozessparametern genutzt. Damit kann Einfluss genommen werden auf die Werkzeugabdichtung, die Formfüllung und die Haftung zwischen LFT und Stahl. Ausgelegt wird ein belastungsangepasster Aufbau des Hybridverbundes. UD-Tapes können zusätzlich in Rippenstrukturen eingebracht werden, um optimale Eigenschaften bzgl. Steifigkeit, Festigkeit, „Fail-Safe“-Verhalten und Crashenergieabsorption zu erreichen. Zur Detektion von Fehlstellen zwischen Stahl und LFT in einem dreidimensional gekrümmten Bauteil mit LFT Verstärkungsrippen ist die Entwicklung eines ZFP (…) Verfahrens geplant.

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