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Vortrag

Spritzgegossene Aluminium-Elastomer-Verbunde – Integrale Leichtbaustrukturen mit Potential

Thursday (06.07.2017)
14:40 - 15:00 Uhr
Bestandteil von:


Moderne Spritzgieß-Fertigungsprozesse bieten Möglichkeiten zur effizienten Herstellung von hybriden Leichtbaustrukturen mit Innovationspotential. Mögliche Verbunde aus steifem Aluminium und gummielastischen Polymerwerkstoffen lassen innovative Hybridstrukturen mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten erwarten. Durch Montagespritzguss ist es grundsätzlich möglich, komplexe dreidimensionale Strukturen aus Polymerwerkstoffen an die Oberfläche von Aluminiumformteilen anzufügen. Dadurch lassen sich aufwändige Assemblierungsprozesse, wie z.B. bei der Montage von Dichtungselementen an Gehäuseformteile, durch Spritzgießen ersetzten. Die Herstellung von Verbunden aus Aluminium und Polymerwerkstoffen mittels Spritzgießen, insbesondere auch ohne Vorbehandlung des Metalls, ist bislang nicht ausreichend erforscht. Es bedarf noch weiterer werkstoff- und verfahrenstechnischer Forschung zur Wechselwirkung zwischen Aluminiumlegierungen und Polymerwerkstoffen. Das Fügen eines solchen Aluminium-Polymer-Verbundes bedarf außerdem einem hohen Prozessverständnis, da speziell die Qualität des Haftverbundes in hohem Maße von der Oberflächenbeschaffenheit des Aluminium-Substrates, der Zusammensetzung der Polymerkomponente sowie der während des Spritzgießens in der Grenzfläche vorherrschenden Temperatur- und Druckbedingungen abhängig ist. Der Beitrag beschäftigt sich mit der spritzgießtechnischen Herstellung von Verbunden aus Aluminium und thermoplastischen Elastomeren (TPE) mit einer Härte von 94 Shore A, wobei sowohl eine styrol- als auch urethanbasierte TPE-Type untersucht wurden. Es wurden doppelt überlappende Zugscher-Verbundproben aus Aluminium und TPE mittels Spritzgießen unter definierten Bedingungen stumpf gefügt und anschließend ihr mechanisches Verhalten und das Versagensverhalten evaluiert. Ziel war die Erreichung einer möglichst hohen Verbundhaftung zwischen Aluminium und dem jeweiligen Polymerwerkstoff. Es wurden mögliche Prozesseinflüsse beim Montagespritzgießen auf die Ausbildung der Haftung untersucht, sowie Möglichkeiten zur Verbesserung der Verbundhaftung durch eine intrinsische Haftungsmodifizierung der Polymerkomponente oder gezielten Vorbehandlung der Oberfläche des Aluminium-Substrates, z.B. durch Laserstrukturierung, verfolgt.

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Achim Frick
Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
Weitere Autoren/Referenten:
  • Marcel Spadaro
    Hochschule Aalen