Durch den Trend zur erhöhten Leistungsdichte und den steigenden Einsatz elektrischer Komponenten im Rahmen der zunehmenden Elektrifizierung im Automobilbau werden immer höhere Temperaturbeständigkeiten der Materialien notwendig. Nur so können energieeffizientere Motoren eingesetzt und die Funktionsdichte in Baugruppen des Motorraums erhöht werden. Duroplaste erfüllen diese Anforderung und werden zunehmend interessant für den Einsatz im Kraftfahrzeug. Sie stellen häufig eine gute Alternative zu teuren Hochtemperatur-Thermoplasten und aufgrund der geringeren Dichte auch zu Leichtmetallen dar.
Um das Potenzial der Duroplaste für komplexe Baugruppen nutzbar zu machen, müssen geeignete Fügeverfahren vorhanden sein. Aus wirtschaftlicher Sicher stellt die Direktverschraubung, durch die Vollautomatisierbarkeit des Fügeverfahrens eine vorteilhafte Alternative dar. Allerdings existieren bis zum jetzigen Zeitpunkt keine Richtlinien zur Auslegung des Anschraubtubus und der Direktverschraubung in duroplastischen Formteilen. Aufwendige und somit teure Validierungsversuche sind notwendig, um eine prozesssichere Verschraubung zu garantieren.
Bisher wurde bei der Auslegung der Direktverschraubung von Duroplasten lediglich die Geometrie des Anschraubtubus betrachtet. Da Duroplaste jedoch im Werkzeug chemisch vernetzen und oftmals sehr hohe Füllstoffanteile aufweisen, unterscheiden sie sich im Verarbeitungsverhalten grundlegend von Thermoplasten, für die bereits Auslegungskriterien erarbeitet wurden.
Ziel Deiner Arbeit ist durch Variation relevanter Spritzgießparameter den Einfluss der Verarbeitungsparameter auf die Festigkeit der Verschraubung zu analysieren. Die Analyse der Anschraubtuben erfolgt anschließend mittels mechanischer und optischer Prüfung. Dabei sollen ebenfalls Entmischungsvorgänge und Bindenahteigenschaften betrachtet werden. Durch Deine Arbeit trägst Du dazu bei, neue Anwendungsfelder für eine interessante Werkstoffklasse zu erschließen.
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Maximilian Kramer, M.Sc.
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