Verfügbarkeit: Verfahrensentwicklung zur spritzgussintegrierten Herstellung eigenschaftsoptimierter Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen

Verfahrensentwicklung zur spritzgussintegrierten Herstellung eigenschaftsoptimierter Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Dreessen, Philipp Christian (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Essen Vulkan-Verlag 2019
Schriftenreihe:	Schriftenreihe des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik der Technischen Universität Braunschweig
Schlagworte:	Probekörper > Werkstoffprüfung Mechanische Eigenschaft Kunststoff-Metall-Verbund Prozessentwicklung > Technik Kraftfahrzeugbau Großserienfertigung Spritzgießen Herstellung Leichtbau Formteil Paperback / softback B Haftvermittler Kunststoff-Metall-Hybrid Oberflächenvorbehandlung Spritzguss iwf 1685: Hardcover, Softcover / Technik/Bautechnik, Umwelttechnik Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XI, 155 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm
ISBN:	9783802783531 3802783530

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS....................................................................................................I ABBILDUNGSVERZEICHNIS ........................................................................................ III TABELLENVERZEICHNIS .......................................................................................... VIII FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN.....................................................................IX 1 EINLEITUNG............................................................................................................1 2 STAND DER TECHNIK............................................................................................ 3 2.1 SPRITZGEGOSSENE KUNSTSTOFF-METALL-HYBRIDSTRUKTUREN .................................................. 3 2.1.1 WERKSTOFFLICHE GRUNDLAGEN....................................................................................4 2.1.2 HYBRIDISIERUNG IM SPRITZGUSSVERFAHREN................................................................. 9 2.1.3 VERBINDUNGSMECHANISMEN UND VERSAGENSARTEN..................................................11 2.2 PRUEFKOERPER ZUR BEWERTUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN .................................... 17 2.2.1 PRUEFKOERPER AUF PROBENEBENE................................................................................. 17 2.2.2 BAUTEILNAHE PRUEFKOERPER......................................................................................... 21 2.3 VORBEHANDLUNGSMETHODEN FUER DAS PROZESSINTEGRIERTE FUEGEN.....................................23 2.3.1 LASERSTRUKTURIERUNG............................................................................................... 23 2.3.2 PUL VERHAFTVERMITTLER.............................................................................................. 28 2.3.3 FOLIENHAFTVERMITTLER.............................................................................................. 33 2.3.4 WEITERE VORBEHANDLUNGSMETHODEN ..................................................................... 36 2.3.5 VERGLEICHENDE BETRACHTUNGEN...............................................................................39 2.4 FAZIT ZUM STAND DER TECHNIK UND FORSCHUNGSBEDARF ................................................ 41 3 ZIELSTELLUNG UND VORGEHENSWEISE DER ARBEIT ............................................. 43 4 VORSELEKTION GEEIGNETER VORBEHANDLUNGSMETHODEN ................................. 45 4.1 LEBENSPHASENUEBERGREIFENDE TECHNOLOGIEBEWERTUNG MITTELS NUTZWERTANALYSE ....... 45 4.1.1 FESTLEGUNG UND GEWICHTUNG DER BEWERTUNGSKRITERIEN.......................................45 4.1.2 BEWERTUNGSSCHEMA ZUR ERMITTLUNG DER ERFUELLUNGSGRADE....................................47 4.1.3 ZWISCHENERGEBNIS DER NUTZWERTANALYSE.............................................................. 50 4.2 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER VERBUNDHAFTUNG .................................................. 51 4.2.1 WERKSTOFFE UND VORBEHANDLUNGSMETHODEN.........................................................51 4.2.2 NORMEN UND PRUEFKOERPER........................................................................................ 52 4.2.3 PRUEFKOERPERHERSTELLUNG UND ZERSTOERENDE PRUEFUNG ................................................. 54 4.2.4 VERSUCHSAUSWERTUNG UND DISKUSSION .................................................................. 58 4.3 EXPERIMENTELL ERWEITERTE TECHNOLOGIEBEWERTUNG.......................................................62 4.4 FAZIT ZUR VORSELEKTION DER VORBEHANDLUNGSMETHODEN .............................................. 64 5 ANSATZ ZUR NORMIERTEN BEWERTUNG DER VORBEHANDLUNGSMETHODEN ...... 66 5.1 PRUEFMETHODIK UND PRUEFKOERPERHERSTELLUNG....................................................................66 5.1.1 VERWENDETE WERKSTOFFE........................................................................................ 66 5.1.2 UNTERSUCHTE LASTFALLE UND PRUEFKOERPER.................................................................. 66 5.1.3 OBERFLAECHENVORBEHANDLUNG DER METALLISCHEN EINLEGER.......................................69 5.1.4 SPRITZGUSSINTEGRIERTE HERSTELLUNG HYBRIDER PRUEFKOERPER ....................................... 71 5.2 QUASISTATISCHE UNTERSUCHUNG DES HYBRIDEN WERKSTOFFSYSTEMS ............................... 75 5.2.1 ERMITTLUNG DER ZUGSCHERFESTIGKEIT AUF PROBENEBENE .......................................... 76 5.2.2 ERMITTLUNG DER KOPFZUGFESTIGKEIT AUF PROBENEBENE ........................................... 79 5.2.3 BEWERTUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN IM BIEGEVERSUCH ........................ 82 5.2.4 BEWERTUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN IM TORSIONSVERSUCH .................... 85 5.3 DYNAMISCHE UNTERSUCHUNG DES HYBRIDEN WERKSTOFFSYSTEMS...................................89 5.3.1 UNTERSUCHUNG DER ZUGSCHERFESTIGKEIT BEI SCHLAGARTIGER BELASTUNG ................... 89 5.3.2 UNTERSUCHUNG DER ZUGSCHERFESTIGKEIT BEI ZYKLISCHER BELASTUNG ........................ 93 5.3.3 UNTERSUCHUNG DES HYBRIDVERBUNDES IM ZYKLISCHEN TORSIONSVERSUCH ............... 98 5.4 EINFLUSS DER FEUCHTIGKEITSAUFNAHME AUF DEN HYBRIDVERBUND ............................... 101 5.5 FAZIT ZUR BEWERTUNG DER VORBEHANDLUNGSMETHODEN .............................................. 103 6 ENTWICKLUNG EINES GROSSSERIENFAEHIGEN FERTIGUNGSPROZESSES ................... 105 6.1 ENTWICKLUNG DER SKALIERBAREN HAFTVERMITTLERAPPLIKATION.......................................105 6.1.1 DEFIZITE DER BISHERIGEN APPLIKATIONSSTRATEGIE...................................................105 6.1.2 ADAPTION DER BANDBESCHICHTUNG ZUR FOLIENKASCHIERUNG .................................. 107 6.1.3 EINFLUSS DES KASCHIERPROZESSES AUF DEN HYBRIDEN WERKSTOFFVERBUND ............. 109 6.2 OPTIMIERUNG DES SPRITZGUSSINTEGRIERTEN FUEGEPROZESSES DURCH MODELLBILDUNG ..... 113 6.2.1 MODELLIERUNG DER VERBUNDFESTIGKEIT ZUR SENKUNG DES ENERGIEBEDARFS .......... 113 6.2.2 EXPERIMENTELLE UEBERPRUEFUNG DER MODELLQUALITAET ............................................. 118 6.2.3 VERIFIZIERUNG DER OPTIMIERTEN SPRITZGUSSPARAMETER AM PRINZIPBAUTEIL ........... 121 6.3 HAFTVERMITTLERMODIFIKATION ZUR SUBSTITUTION NACHGELAGERTER PROZESSSCHRITTE ....... 122 6.3.1 GEZIELTES ADDITIVIEREN VON RUSSPARTIKELN.......................................................... 122 6.3.2 UNTERSUCHUNG DER UMFORMBARKEIT DES MODIFIZIERTEN HAFTVERMITTLERS ............. 123 6.3.3 EINFLUSS DER ADDITIVIERUNG AUF DIE VERBUNDHAFTUNG ........................................ 127 6.4 FORMULIERUNG EINES BELASTUNGSABHAENGIGEN VERSAGENSKRITERIUMS............................129 6.5 FAZIT ZUM GROSSSERIENFAEHIGEN FERTIGUNGSPROZESS...................................................... 131 7 TECHNOLOGIETRANSFER AUF EINE SERIENNAHE ANWENDUNG ............................ 132 7.1 ANFORDERUNGSGERECHTE AUSLEGUNG DER HYBRIDSTRUKTUR ........................................... 132 7.1.1 METHODISCHE BAUTEILENTWICKLUNG DURCH LASTPFADOPTIMIERTE GESTALTUNG .......... 133 7.1.2 ABBILDUNG DER HYBRIDSTRUKTUR IN DER STRUKTURSIMULATION ................................ 135 7.2 VERIFIZIERUNG DES HYBRIDEN WERKSTOFFVERBUNDES......................................................139 7.2.1 BEWERTUNG VON PROZESS- UND UMWELTEINFLUESSEN AM PRINZIPBAUTEIL................139 7.2.2 PROZESSINTEGRIERTE HERSTELLUNG DER KUNSTSTOFF-METALL-HYBRIDLEHNE ................ 142 7.2.3 VALIDIERUNG DER HYBRIDLEHNE IM SICHERHEITSLASTFALL ......................................... 143 7.3 FAZIT ZUM TECHNOLOGIETRANSFER.................................................................................. 144 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ............................................................... 145 9 LITERATUR......................................................................................................... 148
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS.I ABBILDUNGSVERZEICHNIS . III TABELLENVERZEICHNIS . VIII FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN.IX 1 EINLEITUNG.1 2 STAND DER TECHNIK. 3 2.1 SPRITZGEGOSSENE KUNSTSTOFF-METALL-HYBRIDSTRUKTUREN . 3 2.1.1 WERKSTOFFLICHE GRUNDLAGEN.4 2.1.2 HYBRIDISIERUNG IM SPRITZGUSSVERFAHREN. 9 2.1.3 VERBINDUNGSMECHANISMEN UND VERSAGENSARTEN.11 2.2 PRUEFKOERPER ZUR BEWERTUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN . 17 2.2.1 PRUEFKOERPER AUF PROBENEBENE. 17 2.2.2 BAUTEILNAHE PRUEFKOERPER. 21 2.3 VORBEHANDLUNGSMETHODEN FUER DAS PROZESSINTEGRIERTE FUEGEN.23 2.3.1 LASERSTRUKTURIERUNG. 23 2.3.2 PUL VERHAFTVERMITTLER. 28 2.3.3 FOLIENHAFTVERMITTLER. 33 2.3.4 WEITERE VORBEHANDLUNGSMETHODEN . 36 2.3.5 VERGLEICHENDE BETRACHTUNGEN.39 2.4 FAZIT ZUM STAND DER TECHNIK UND FORSCHUNGSBEDARF . 41 3 ZIELSTELLUNG UND VORGEHENSWEISE DER ARBEIT . 43 4 VORSELEKTION GEEIGNETER VORBEHANDLUNGSMETHODEN . 45 4.1 LEBENSPHASENUEBERGREIFENDE TECHNOLOGIEBEWERTUNG MITTELS NUTZWERTANALYSE . 45 4.1.1 FESTLEGUNG UND GEWICHTUNG DER BEWERTUNGSKRITERIEN.45 4.1.2 BEWERTUNGSSCHEMA ZUR ERMITTLUNG DER ERFUELLUNGSGRADE.47 4.1.3 ZWISCHENERGEBNIS DER NUTZWERTANALYSE. 50 4.2 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER VERBUNDHAFTUNG . 51 4.2.1 WERKSTOFFE UND VORBEHANDLUNGSMETHODEN.51 4.2.2 NORMEN UND PRUEFKOERPER. 52 4.2.3 PRUEFKOERPERHERSTELLUNG UND ZERSTOERENDE PRUEFUNG . 54 4.2.4 VERSUCHSAUSWERTUNG UND DISKUSSION . 58 4.3 EXPERIMENTELL ERWEITERTE TECHNOLOGIEBEWERTUNG.62 4.4 FAZIT ZUR VORSELEKTION DER VORBEHANDLUNGSMETHODEN . 64 5 ANSATZ ZUR NORMIERTEN BEWERTUNG DER VORBEHANDLUNGSMETHODEN . 66 5.1 PRUEFMETHODIK UND PRUEFKOERPERHERSTELLUNG.66 5.1.1 VERWENDETE WERKSTOFFE. 66 5.1.2 UNTERSUCHTE LASTFALLE UND PRUEFKOERPER. 66 5.1.3 OBERFLAECHENVORBEHANDLUNG DER METALLISCHEN EINLEGER.69 5.1.4 SPRITZGUSSINTEGRIERTE HERSTELLUNG HYBRIDER PRUEFKOERPER . 71 5.2 QUASISTATISCHE UNTERSUCHUNG DES HYBRIDEN WERKSTOFFSYSTEMS . 75 5.2.1 ERMITTLUNG DER ZUGSCHERFESTIGKEIT AUF PROBENEBENE . 76 5.2.2 ERMITTLUNG DER KOPFZUGFESTIGKEIT AUF PROBENEBENE . 79 5.2.3 BEWERTUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN IM BIEGEVERSUCH . 82 5.2.4 BEWERTUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN IM TORSIONSVERSUCH . 85 5.3 DYNAMISCHE UNTERSUCHUNG DES HYBRIDEN WERKSTOFFSYSTEMS.89 5.3.1 UNTERSUCHUNG DER ZUGSCHERFESTIGKEIT BEI SCHLAGARTIGER BELASTUNG . 89 5.3.2 UNTERSUCHUNG DER ZUGSCHERFESTIGKEIT BEI ZYKLISCHER BELASTUNG . 93 5.3.3 UNTERSUCHUNG DES HYBRIDVERBUNDES IM ZYKLISCHEN TORSIONSVERSUCH . 98 5.4 EINFLUSS DER FEUCHTIGKEITSAUFNAHME AUF DEN HYBRIDVERBUND . 101 5.5 FAZIT ZUR BEWERTUNG DER VORBEHANDLUNGSMETHODEN . 103 6 ENTWICKLUNG EINES GROSSSERIENFAEHIGEN FERTIGUNGSPROZESSES . 105 6.1 ENTWICKLUNG DER SKALIERBAREN HAFTVERMITTLERAPPLIKATION.105 6.1.1 DEFIZITE DER BISHERIGEN APPLIKATIONSSTRATEGIE.105 6.1.2 ADAPTION DER BANDBESCHICHTUNG ZUR FOLIENKASCHIERUNG . 107 6.1.3 EINFLUSS DES KASCHIERPROZESSES AUF DEN HYBRIDEN WERKSTOFFVERBUND . 109 6.2 OPTIMIERUNG DES SPRITZGUSSINTEGRIERTEN FUEGEPROZESSES DURCH MODELLBILDUNG . 113 6.2.1 MODELLIERUNG DER VERBUNDFESTIGKEIT ZUR SENKUNG DES ENERGIEBEDARFS . 113 6.2.2 EXPERIMENTELLE UEBERPRUEFUNG DER MODELLQUALITAET . 118 6.2.3 VERIFIZIERUNG DER OPTIMIERTEN SPRITZGUSSPARAMETER AM PRINZIPBAUTEIL . 121 6.3 HAFTVERMITTLERMODIFIKATION ZUR SUBSTITUTION NACHGELAGERTER PROZESSSCHRITTE . 122 6.3.1 GEZIELTES ADDITIVIEREN VON RUSSPARTIKELN. 122 6.3.2 UNTERSUCHUNG DER UMFORMBARKEIT DES MODIFIZIERTEN HAFTVERMITTLERS . 123 6.3.3 EINFLUSS DER ADDITIVIERUNG AUF DIE VERBUNDHAFTUNG . 127 6.4 FORMULIERUNG EINES BELASTUNGSABHAENGIGEN VERSAGENSKRITERIUMS.129 6.5 FAZIT ZUM GROSSSERIENFAEHIGEN FERTIGUNGSPROZESS. 131 7 TECHNOLOGIETRANSFER AUF EINE SERIENNAHE ANWENDUNG . 132 7.1 ANFORDERUNGSGERECHTE AUSLEGUNG DER HYBRIDSTRUKTUR . 132 7.1.1 METHODISCHE BAUTEILENTWICKLUNG DURCH LASTPFADOPTIMIERTE GESTALTUNG . 133 7.1.2 ABBILDUNG DER HYBRIDSTRUKTUR IN DER STRUKTURSIMULATION . 135 7.2 VERIFIZIERUNG DES HYBRIDEN WERKSTOFFVERBUNDES.139 7.2.1 BEWERTUNG VON PROZESS- UND UMWELTEINFLUESSEN AM PRINZIPBAUTEIL.139 7.2.2 PROZESSINTEGRIERTE HERSTELLUNG DER KUNSTSTOFF-METALL-HYBRIDLEHNE . 142 7.2.3 VALIDIERUNG DER HYBRIDLEHNE IM SICHERHEITSLASTFALL . 143 7.3 FAZIT ZUM TECHNOLOGIETRANSFER. 144 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 145 9 LITERATUR. 148
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