Seit einiger Zeit erfährt der Leichtbau in der Automobilindustrie eine stetig wachsende Bedeutung: strengere gesetzliche Limitierungen für den Schadstoffausstoß von Neufahrzeugen, fortschreitende Elektrifizierung (Reichweitenthematik), Dieseldiskussion. Konsequenter Leichtbau kann helfen, Kraftstoffverbrauch effizienter zu machen sowie Reichweiten zu erhöhen.
Die Herstellung von Hybridbauteilen aus Metall und Kunststoff für automobile Leichtbauanwendungen erfolgt in der Regel in getrennten Fertigungsschritten und Werkzeugen. Für die Blechumformung ist das Tiefziehen ein etabliertes Fertigungsverfahren und Kunststoffbauteile können in Spritzgieß- oder Fließpress-Verfahren hergestellt werden. In einer nachfolgenden Fügeoperation können Metall und Kunststoff zu einem hybriden Bauteil zusammengeklebt werden.
Im öffentlich geförderten Forschungsprojekt „MultiForm“ wird eine wirtschaftliche Verfahrenskombination („Hybridpressen“) des Tiefziehens von Metallblechen und dem Fließpressen von langfaserverstärkten Thermoplasten (LFT) entwickelt. Dabei wirkt die thermoplastische Kunststoffschmelze wie ein Wirkmedium in hydromechanischen Prozessen (z.B. Innenhochdruckumformung) und formt zusammen mit dem Werkzeugstempel hochfeste Stahlbleche. Sowohl die Umformung des Metalls als auch die Formgebung des Thermoplasts als Verstärkungsrippen erfolgen simultan in einem gemeinsamen Werkzeug. Durch Einsatz eines Haftvermittlers als Vorbeschichtung auf dem Metallblech wird gleichzeitig eine stoffschlüssige Verbindung zum Thermoplast hergestellt.
Somit werden beim Hybridpressen drei Fertigungsschritte (Metall Tiefziehen, LFT-Fließpressen, Kleben) in einem Schritt vereint, sodass Hybridbauteile deutlich wirtschaftlicher gefertigt werden können. Das neuartige Verfahren „Hybridpressen“ wird im vorliegenden Projektbericht anhand zweier Bauteile aus dem Fahrwerksbereich demonstriert.
Daniel Heidrich, Tobias Kloska, Xiangfan Fang
Abschlussbericht zum BMBF-Forschungsprojekt MultiForm Entwicklung eines Hochleistungsfertigungsverfahrens zur simultanen Umformung von faserverstärkten Kunststoffen mit Metallblechen
Siegener Schriftenreihe Automobiltechnik (2019), hrsg. von Xiangfan Fang, Band 3
Siegen: universi 2019, 86 S. farb. Abb.,
Preis: 15,- Euro
