{"id":36542,"date":"2023-06-26T12:13:05","date_gmt":"2023-06-26T10:13:05","guid":{"rendered":"https:\/\/plas.tv\/?p=36542"},"modified":"2023-06-26T12:13:05","modified_gmt":"2023-06-26T10:13:05","slug":"kurzfaserverstaerkte-kunststoffbauteile-ist-die-faserorientierung-an-bindenaehten-geometrieabhaengig-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=36542","title":{"rendered":"Kurzfaserverst\u00e4rkte Kunststoffbauteile\u2013 Ist die Faserorientierung an Binden\u00e4hten geometrieabh\u00e4ngig?"},"content":{"rendered":"
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Das neue Forschungsprojekt \u201eGEO-FaserMap\u201c am Kunststoff-Zentrum in Leipzig (KUZ) untersucht die Geometrieabh\u00e4ngigkeit der Faserorientierung an Binden\u00e4hten bei verst\u00e4rkten Formteilen. <\/em><\/p>\n

Leichtigkeit und Stabilit\u00e4t \u2013 beide Eigenschaften in einem Produkt zu vereinen ist die K\u00f6nigsdisziplin im Leichtbau. Sie erfordert sorgf\u00e4ltige Materialauswahl, optimierte Konstruktionen und fortschrittliche Fertigungstechnologien. Um Kunststoffe f\u00fcr Leichtbauanwendungen zu optimieren, kommen unter anderem kurze Glasfasern zum Einsatz. Kurzfaserverst\u00e4rkte Kunststoffe zeichnen sich durch erh\u00f6hte Festigkeit, Steifigkeit und Dimensionsstabilit\u00e4t aus. Diese vorteilhaften Eigenschaften spiegeln sich in der industriellen Nutzung der Werkstoffe wieder: es gibt einen stetigen Zuwachs an strukturellen Bauteilen aus kurzfaserverst\u00e4rkten Kunststoffen.<\/p>\n

Wie genau sind bisherige Simulationsmethoden?<\/h2>\n

Der Projektverantwortliche Steffen Jacob, Entwicklungsingenieur am KUZ, fasst die Motivation zu GEO-FaserMap wie folgt zusammen: \u201eBisher werden die bei der integrativen Simulation eingesetzten Materialkennwerte fast ausschlie\u00dflich aus Versuchen mit normierten Pr\u00fcfk\u00f6rpern gewonnen, mechanisch herausgel\u00f6st aus spritzgegossenen Platten. Leider existieren keine Untersuchungen, die den Zusammenhang zwischen der Geometrie eines Flie\u00dfhindernisses, der sich lokal ausbildenden Faserorientierung und der an dieser Stelle vorliegenden Bindenahtfestigkeit kl\u00e4ren. Unterschiedliche Faserorientierungen in Abh\u00e4ngigkeit der umflossenen Geometrie bedeuten unterschiedliche Festigkeiten.\u201c<\/p>\n

Um die Entwicklungskosten f\u00fcr spritzgegossene Bauteile m\u00f6glichst gering zu halten, werden aussagekr\u00e4ftige Vorhersagemethoden bez\u00fcglich der Bauteilfestigkeit ben\u00f6tigt. Kenntnisse zur geometrieabh\u00e4ngigen Faserorientierung an Binden\u00e4hten k\u00f6nnen eine h\u00f6here Vorhersagequalit\u00e4t bez\u00fcglich vorhandener Festigkeiten ergeben. \u00dcber integrative Simulationsmethoden ist es heutzutage m\u00f6glich, Bindenahtpositionen aus einer F\u00fcllsimulation in die Struktursimulation zu \u00fcbertragen und dort die anisotropen (richtungsabh\u00e4ngigen) Werkstoffbeanspruchungen abzubilden.<\/p>\n

Schnellere und kosteng\u00fcnstigere Prototypen durch 3D-Pr\u00fcfk\u00f6rper<\/h2>\n

Im Projekt soll der Nachweis der Geometrieabh\u00e4ngigkeit mit der Untersuchung an eigens entwickelten 3D-Pr\u00fcfk\u00f6rpern mit provozierter Bindenaht erbracht werden. Hierzu werden an den Pr\u00fcfk\u00f6rpern die entsprechenden Materialkennwerte f\u00fcr ein Materialmapping ermittelt, welches die Grundlage f\u00fcr ein pr\u00e4ziseres Belastungsmodell in der Struktursimulation bildet.<\/p>\n

Ziel des Forschungsprojekts ist es, das Leichtbaupotenzial von kurzfaserverst\u00e4rkten Kunststoffen optimal im Bauteildesign auszunutzen. Die Ergebnisse sollen den EntwicklerInnen von spritzgegossenen Formteilen helfen, diese beanspruchungsgerechter auszulegen. Die genauere Vorhersage der Bauteilfestigkeit im Anwendungsfall soll eine nachhaltige Formteilauslegung f\u00fcr einen langen Produktlebenszyklus erm\u00f6glichen. Die Anzahl der Iterationen bei der Formteilentwicklung bis zum fertigen Prototypen k\u00f6nnte somit deutlich reduziert werden.<\/p>\n

Interessierte Firmen sind eingeladen bei diesem Forschungsprojekt zu partizipieren.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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