Simulation und Fertigungsstudien zum spritzgießtechnischen Verarbeitungsprozess von fixierten Glasfaser-Preforms

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Die Herstellung textilverstärkter Thermoplast-Leichtbaustrukturen im Spritzgießverfahren bietet zahlreiche Vorteile im Hinblick auf die energie- und kosteneffiziente Großserienproduktion. Eine deutliche Steigerung der mechanischen Kennwerte von Spritzgießbauteilen lässt sich durch die belastungsgerechte Einbettung fixierter Preformen erreichen. Allerdings ist der Spritzgießprozess mit textilen Einlegern technologisch noch nicht ausgereift und nur im Labormaßstab für einfache Komponenten beherrschbar. Bisher scheitert der Einsatz einer lokalen Verstärkung insbesondere an der Biegeschlaffheit der Preformen, die im Werkzeug durch die einströmende hochviskose Kunststoffmatrix bei hohem Druck verschoben und umorientiert werden. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist daher die gestreckte, kraftflussgerechte Einbindung fixierter Preformen im Spritzgießprozess, um somit kosten- und materialeffizient Hochleistungsbauteile für die Großserie bereitzustellen. Hierfür sind die fixierten textilen Halbzeuge und polymeren Matrixmaterialien in vereinfachten Spritzgieß- Modellversuchen auf ihre Eignung im Verarbeitungsprozess hin zu untersuchen und auf die in der Werkzeugkavität herrschenden Verarbeitungsparameter wie Wärmeeintrag, Druck- und Fließverlauf der Kunststoffschmelze auszulegen. Auf Basis erweiterter Strömungssimulationen sollen die fixierten Textilpreformen technologisch und konstruktiv in den verketteten Verarbeitungsprozess eingebunden werden. Die vorgeschalteten Prozessschritte sind dabei auf die spritzgießtechnischen Verarbeitungsparameter abzustimmen.