Faserverbundwerkstoff Endlosfaserverstärkte Spritzgießbauteile mit integrierter Elektronik

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Im Forschungsprojekt TEMAG entwickelten Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden eine Fahrzeug-Heckklappe, die im Spritzgießverfahren mit Endlosfaserverstärkung und Funktionselementen hergestellt wird.

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Endlosfaserverstärktes Spritzgießbauteil mit integriertem elektronischen Funktionselement.
Endlosfaserverstärktes Spritzgießbauteil mit integriertem elektronischen Funktionselement.
(Bild: TU Dresden/ILK)

Mittels Spritzgießen lassen sich komplex geformte und zugleich preiswerte Leichtbaustrukturen herstellen. Durch Endlosfaserverstärkung können die mechanischen Eigenschaften dieser Strukturen noch erweitert werden. Die zusätzliche Integration von Funktionselementen vergrößert das Eigenschaftsspektrum endlosfaserverstärkter Bauteile nochmals. Allerdings ist die Positionierung der Funktionselemente, der Leitungen für die Energie- und Signalübertragung sowie der Steckkontakte im Spritzgießwerkzeug wegen des großen Drucks und der hohen Temperatur beim Einspritzvorgang derzeit eine große Herausforderung.

Im Forschungsprojekt TEMAG „Thermoplastische endlosfaserverstärkte Multi-Axiale-Gitterstrukturen“ entwickelten Wissenschaftler des ILK und des Instituts für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden einen innovativen Herstellungsprozess für endlosfaserverstärkte Spritzgießbauteile mit integrierten elektronischen Funktionselementen. Die Dresdner Wissenschaftler verfolgten einen neuartigen Lösungsansatz. Sie nutzten die textilen Hochleistungsgitter als mechanische Verstärkung der Spritzgießbauteile und entwickelten diese zu Trägern der elektronischen Komponenten weiter. Mit diesem Verfahren ist die effiziente Herstellung fester, leichter und intelligenter Bauteile möglich. Den entwickelten Fertigungsprozess demonstrierten die Forschungspartner bereits auf der Composites Europe am Beispiel einer Fahrzeug-Heckklappe. Dazu wurde die Gitterverstärkung belastungsgerecht ausgelegt und drapiert sowie mit einem Touch-Sensor ausgestattet, dessen Signal zur Öffnung der Heckklappe dienen kann. Zusätzlich haben die Wissenschaftler eine Bremsleuchte integriert. (qui)

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