Durch Thermoformen von thermoplastischen Sandwichsystemen werden die werkstofflichen Vorteile faserverstärkter Thermoplaste mit den strukturellen Vorteilen eines Sandwiches verbunden. Es besitzt Potenzial für die Serienfertigung und ist ein wirtschaftliches Herstellverfahren. Dies wird am Beispiel der Konzeption eines Composite-Sitzes gezeigt. Die Prozesskette beginnt mit der Erwärmung des ebenen, vollständig imprägnierten Halbzeugs (Organoblech) über die Schmelztemperatur des thermoplastischen Matrixmaterials. Nach Erreichen der erforderlichen Temperatur wird das Halbzeug mittels einer Transportvorrichtung in möglichst kurzer Zeit zwischen den Werkzeughälften der Presse positioniert. Um ein frühzeitiges Einfrieren der Organobleche während der Umformung zu vermeiden, werden die Werkzeuge temperiert. Nach der Positionierung der Transportvorrichtung beginnt durch Druckaufbringung sofort die Umformung. Die übliche Taktzeit für einen Umformzyklus liegt unter einer Minute. Zu entwickeln war ein Sandwich-Integralsitz mit thermoplastischer Matrix. Hierfür wurde im Lehnen- und Sitzauflagenbereich zwecks benötigter hoher Biegesteifigkeit ein Sandwichaufbau vorgesehen. Die Anbindung dazwischen sollte durch eine monolithische Struktur realisiert werden, die durch gezielte Dickenabnahme einen Steifigkeitsverlust und somit eine spätere Lehnenverstellung ermöglicht. Durch Vorversuche an einfachen Winkelwerkzeugen und Dimensionierungsrechnungen ergab sich ein benötigter Sandwichaufbau von 16 mm Gesamtstärke, der sich aus einem 12 mm dicken Kern und zwei jeweils 2 mm starken Deckschichten zusammensetzt. Durch das direkte Thermoformen von Sandwichstrukturen, den belastungsorientierten Bauteilaufbau in monolithische und Sandwichbereiche und die Materialauswahl wurden alle gestellten Zielkriterien erfüllt. Die im Versuchsaufbau erreichte Zykluszeit von ca. 8 min kann durch Entkopplung der Aufheizphase von der Umformphase auf eine seriennahe Kernzykluszeit von weniger als 100 s reduziert werden. Es wurde ein Gewichtsoptimum erreicht. Durch den Einsatz thermoplastischer Matrices ist eine vollständige Wiederverwertbarkeit gewährleistet.
Konzeption und Herstellung eines Composite-Autositzes
2003
8 Seiten, 5 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Neue Konzeption eines Elektromobils
Tema Archiv | 2000
|Konzeption eines vorausschauend fahrenden Hybridfahrzeugs
Tema Archiv | 2009
|Konzeption eines Allrad-Experimentier-Fahrzeuges
Kraftfahrwesen | 1985
|Konzeption eines Allrad-Experimentier-Fahrzeuges
Tema Archiv | 1985
|Konzeption eines Sicherheitssystems für Gabelstapler
Tema Archiv | 2007
|