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Prozessstabilität bei der Organoblechumformung durch wärmeisolierende Werkzeugbeschichtungen

AiF-Nr.:

20215 N

EFB-Nr.:

17/217

Kurztitel:

Werkzeugbeschichtung Organoblech

Laufzeit:

01.01.2019 - 31.12.2020

Forschungsstellen:

IFUM Hannover, IST Braunschweig


Projektbeschreibung

Organobleche zeichnen sich durch ein hohes Leichtbaupotenzial und eine hohe Produktivität bei der Umformung aus. Der Prozess wird inzwischen gut beherrscht und es sind bereits erste industrielle Anwendungen bekannt. Ein weiterer Einzug in die Serienfertigung ist in absehbarer Zeit zu erwarten. Allerdings treten mit zunehmender Bauteilkomplexität zunehmend unzureichend konsolidierte Bauteilbereiche auf, die vor allem das optische Erscheinungsbild beeinträchtigen. Bei der Organoblechumformung werden die Halbzeuge über die Schmelztemperatur der Kunststoffmatrix erwärmt, in einem vergleichsweise kalte, Umformwerkzeug umgeformt und endkonsolidiert. Sobald es zum Werkzeugkontakt kommt, kühlt das Halbzeug jedoch innerhalb von Sekunden aus und erstarrt. Insbesondere bei tiefen oder komplexen Bauteilen wird die Werkzeugkontaktzeit so lang, dass die Matrix bereits vor dem Schließen erstarrt ist und so nicht endkonsolidiert wird. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung einer Werkzeugbeschichtung, die die Erstarrung der Kunststoffmatrix verzögert und so ein größeres Prozessfenster für die Umformung ermöglicht. Hierzu werden wärmedämmende Beschichtungssysteme für die Anforderungen der Organoblechumformung entwickelt, ihre Funktionsfähigkeit überprüft und weiter optimiert. An der Prozesskette zur Verarbeitung von Organoblechen sind zahlreiche Branchen beteiligt, so dass eine Vielzahl von Unternehmen von einem verstärkten Einsatz profitieren würde. Zusätzlich können viele weitere Prozesse der Kunststoffformgebung, z.B. in den Bereichen Spritzgießen, Heißprägen oder Thermoformen mit einer wärmeisolierenden Werkzeugbeschichtung weiterentwickelt und verbessert werden. Durch die Branchenübergreifende Relevanz des verfolgten Ansatzes kann sich eine Vielzahl unterschiedlicher Unternehmen aktiv einbringen, so dass das Vorhaben sowohl direkt als auch indirekt zur Stärkung der KMU und des Wirtschaftsstandortes Deutschland beiträgt.


 

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