Reaktivbeschichtete Aluminiumbleche in thermoplastisch pultrudierten Hybridlaminaten für Crashstrukturen (RAlpH)

Projektbeschreibung

Das Projekt erforscht eine innovative, hocheffiziente Pultrusions-Fertigungsroute zur Herstellung endkonturnaher hybrider Bauteile, wie beispielsweise Crashelemente, und untersucht einen optimierten Materialaufbau zur Erfüllung spezifischer Anforderungen. Dabei werden Glasfasern (GF), Polyamid 6 (PA6) und eine Aluminiumlegierung (Al) entwickelt, um eine stoffliche Wiederverwendung der Materialien sowie eine geschlossene Kreislaufführung am Ende des Bauteillebenszyklus zu ermöglichen.

Eine speziell auf PA6 und Al abgestimmte Pulverlack-Beschichtung (PL) gewährleistet eine feste Verbindung durch kovalente Bindungen. Zudem erlaubt der Einsatz multiaxialer Glasfaserhalbzeuge eine optimale Nutzung der anisotropen Fasereigenschaften für Crashstrukturen, wobei die Faserorientierungen mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) ermittelt werden.

Durch den Einsatz von niedrigviskosem Caprolactam (CL), einem Monomer des PA6, wird eine vollständige Infiltration aller Fasern im Pultrusionsprozess bei hoher Fertigungsgeschwindigkeit sichergestellt. Das entwickelte inverse Hybridlaminat mit faserverstärkten Kunststoffen (FKV) an der Außenseite ermöglicht gängige Fügeverfahren wie Schweißen, Schrauben, Clinchen oder Nieten. Zudem reduziert die stoffschlüssige Anbindung von Metall und FKV die lokale Faserschädigung erheblich im Vergleich zu reinen FKV-Strukturen.

Dipl.-Ing. (BA) Jens Bartelt

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