Herstellung von Kunststoff-Metall-Bauteilen mit integrierter Umformung im Spritzgießprozess

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Durch die Kombination von Kunststoff und Metall entstehen hybride Bauteile, die die Vorteile beider Materialien vereinen. Diese bestehen meist aus einem gestanzten Blechteil und einer spritzgegossenen thermoplastischen Komponente. Die Arbeit bietet ein umfassendes Verständnis zur Herstellung von stoffschlüssig verbundenen Kunststoff/Metall-Bauteilen im Spritzgießprozess mit integrierter Umformung. In der Prozesskette wird ein Metallblech mit einem Haftvermittler beschichtet und in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt. Die eingespritzte Schmelze verbindet sich mit dem Haftvermittler, während das Blech durch den Druck der Schmelze umgeformt wird. Es wird gezeigt, dass die stoffschlüssige Verbindung die mechanischen Eigenschaften von Hybridbauteilen signifikant verbessert im Vergleich zu herkömmlichen formschlüssigen Verbindungen. Die Weiterentwicklung der Verarbeitungstechnik bietet zusätzlich Potenzial zur Prozessoptimierung. Umfangreiche Spritzgießversuche mit verschiedenen Blechdicken und Materialien zeigen, dass eine Metallumformung durch die Schmelze möglich ist. Die Prozessparameter Werkzeugtemperatur und Werkzeuginnendruck beeinflussen entscheidend die Qualität der Geometrie. Zudem kann durch gezielte Nachfließen des Blechs eine hohe Ausformqualität erzielt werden. Mit diesem Prozess können Geometrien mit einer Tiefe bis zum 10-fachen der Blechdicke erreicht werden, was zu einer Verkürzung der Prozesskette und einer Verbesser