Das Nasspressverfahren ist ein Serienherstellungsprozess für Bauteile aus duroplastischen Faserverbundkunststoffen (FVK) mit einer geringen Geometriekomplexität. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein modifiziertes Nasspressverfahren untersucht, welches die Herstellung von hybriden Blech-FVK-Strukturen ermöglicht. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem metallischen Trägerbauteil und einem lokalen FVK-Verstärkungselement wird durch Co-Bonding im Nasspresswerkzeug aufgebaut. Epoxidbasierte Matrixharze und Klebstoffe wurden mit Methoden der Klebtechnik sowie thermischen und rheometrischen Prüfungen charakterisiert, um ein materialspezifisches Fertigungsprozessfenster einzugrenzen. Experimentelle Untersuchungen zum Nasspressen von GFK-Laminaten und Stahl-GFK-Hybridstrukturen fokussierten die Mikrostruktur und das strukturelle Verhalten von stoffschlüssigen Hybridverbindungen. Unter anderem wurden Einflüsse von zeit-, temperatur- und druckabhängigen Fertigungsparametern sowie der Einsatz von Strukturklebstofffilmen und internen Trennmitteln analysiert. Anhand von Fallturmtests an hybriden Demonstratorkomponenten konnte das modifizierte Nasspressverfahren für die Herstellung crashrelevanter Karosseriebauteile qualifiziert werden.
Aktualisiert: 2020-01-28
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Der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Automobilbereich bietet ein großes Potenzial zur Gewichtseinsparung, welche insbesondere bei elektrisch betriebenen Fahrzeugvarianten von großer Bedeutung ist. Das Nasspressverfahren ermöglicht aufgrund der Umsetzbarkeit kurzer Taktzeiten die Fertigung von faserverstärkten Kunststoffen für eine Großserie in der Automobilindustrie.
In der vorliegenden Arbeit wird zunächst das Nasspressverfahren entlang der Prozesskette analysiert. Die Schwerpunkte liegen hierbei in einem theoretischen Ansatz, welcher eine Bewertung des Prozesses in der frühen Phase ermöglicht und weiterführend in einer statistischen Auswertung, die zur Verifizierung sowie Quantifizierung der qualitativen, theoretischen Betrachtung dient. Auf Basis der Prozessanalyse werden anschließend Verbesserungsmaßnahmen definiert, um durch einen beherrschten und fähigen Fertigungsprozess eine Reduzierung des Ausschusses und des damit in Verbindung stehenden Materialeinsatzes zu realisieren.
Aktualisiert: 2020-03-13
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