Integrierte Prozesssimulation von Thermoformen und Spritzguß

Projektbeschreibung

Die Prozesskombination von Thermoformen und Spritzgießen von faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen in einem Werkzeug bietet großes Potential für eine wirtschaftliche Fertigung von strukturellen Leichtbauteilen. Hierbei stellt die Festigkeit der Grenzfläche zwischen dem thermoplastischen Prepreg (Organoblech) und den angespritzten Funktionselementen, wie z.B. Rippen, den limitierenden Faktor hinsichtlich Festigkeit dar. Durch entsprechende Simulationsmethoden können diese Prozesse effizient numerisch ausgelegt werden. Aktuell existieren jedoch keine Lösungen für die integrierte Prozesssimulation von faserverstärkten Kunststoffen. Daher soll in diesem Verfahren eine integrierte Prozesssimulation für die Kombination von Thermoformen und Spritzgießen in einer Softwareumgebung entwickelt werden. Im Fokus dieser Entwicklung steht die Erarbeitung eines Modells zur Vorhersage der prozessbedingten Verbundfestigkeit in der FVK-Grenzschicht. Anhand von praxisrelevanten Demonstratorprozessen werden die Ergebnisse experimentell validiert. Die gesamten Erkenntnisse aus diesem Vorhaben führen bei KMU zu einem Know-How Gewinn und somit zu einem Wettbewerbsvorteil. Die Möglichkeiten zur Auslegung der genannten Prozesse und Strukturen werden verbessert in dem zum einen die physikalischen Prozessgrößen in einen Zusammenhang zur Verbundfestigkeit gebracht werden und zum anderen Simulationsmethoden und Modelle für die numerische Prozessauslegung bereitgestellt werden.