Spritzgießen punktueller Lasteinleitungselemente

Die vergleichsweise geringe Festigkeit von FVK-Sandwichstrukturen in Dickenrichtung setzt für die punktuelle Lastübertragung, durch beispielsweise Schrauben, spezielle Anpassungen im Bereich der Fügestelle voraus. Hier gibt es unterschiedliche Verbindungskonzepte in der Literatur, welche je nach Last- und Einsatzfall zur Anwendung kommen. Für mittlere und hohe Lasten muss ein lokales Versteifen der Kernstruktur erfolgen, was z.B. durch Füllen des Kerns mit einer aushärtbaren Harz-Härter-Masse, dem Potting, erfolgt. Je nach Belastungsfall werden im Pottingmaterial zusätzlich metallische Inserts eingebettet (siehe Bild 1 und 2).

Bild 1: Schematische Darstellung zu Verbindungsmethoden für lokale Lasteinleitung in
Sandwichverbundstrukturen; Potting (links); Potting mit eingebetteten metallischem
Insert
Bild 2: Im Spritzguss hergestellte punktuelle Lasteinleitungssysteme; thermoplastisches
Potting (links); thermoplastisches Potting mit eingebetteten metallischem Insert
(rechts)

Während der Verarbeitung der Organosandwichhalbzeuge im Hybridspritzgussprozess besteht die Möglichkeit die Potting-Füllungen mittels Spritzguß und mit thermoplastischem Kunststoff zu realisieren. In experimentellen Untersuchungen konnte bereits nachgewiesen werden, dass eine reproduzierbare Füllung eines zuvor präparierten Kernbereichs mittels angepassten Spritzgießzyklus innerhalb weniger Sekunden möglich ist. Als Spritzgussmaterialen für das Kunststoff-Potting ist in den Versuchen, passend zum Matrixmaterial der Organosandwich- Halbzeuge, Polypropylen mit einem MFI von 23 g/10min verarbeitet wurden. Es konnten sowohl mittels Spritzguss reine Potting-Füllungen hergestellt, als auch ein metallischer Insert im Sandwich eingebettet werden.