One-step-sandwich-SMC – Prozessanalysen und Potenziale

Der Einsatzbereich von faserverstärkten Kunststoffen erstreckt sich von der Klein- bis hin zur Großserie. Langfaserverstärkte Bauteile aus duroplastischem sheet moulding compound (SMC) werden im Fließpressverfahren in mittleren Serien hergestellt und zeichnen sich aufgrund der üblicherweise eingesetzten Faserlänge von 10-50 mm durch ihre guten mechanischen Eigenschaften aus. Zu den typischen Einsatzbereichen zählt der Automobilsektor, bei dem die Gewichtsminimierung der Bauteile zu den wesentlichen Anforderungen gehört. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung des sogenannten One-Step-Sandwich-SMC-Prozesses (OSS-SMC). Bei diesem Verfahren ist es möglich, während des Fließpressprozesses einen Sandwichaufbau mit kompakten Decklagen und einem geschäumten Kern zu realisieren. Dabei wird die Kernschicht mit Treibmittel versehen, das während des Pressprozesses zersetzt und den Aufschäumvorgang ermöglicht. Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt in dem Aufbau eines grundlegenden Prozessverständnisses des untersuchten Pressverfahrens. Dazu werden in den ersten Kapiteln diverse Analysen des Aufschäumverhaltens der Kernschicht, dem Fließverhalten des verwendeten Zuschnittpakets und der Möglichkeit der Prozesssteuerung durch den Einsatz von Ultraschallsensoren präsentiert. Im letzten Abschnitt werden die gesammelten Erkenntnisse verwendet, um in einer parallelitätsgeregelten Presse ebene Sandwichbauteile herzustellen und deren mechanischen Eigenschaften zu bestimmen. Abschließend findet eine Bewertung des Leichtbaupotenzials der OSS-SMC-Bauteile statt, die die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber bestehenden Materialentwicklungen, wie dem Leicht-SMC, aufzeigen.