Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Kreislauforientierte Verbundbauweise aus Kunststoffspritzguss und Aluminiumguss

Die Herstellung und die Nutzung von Bauteilen in Hybridbauweise hat Einzug in den automobilen Serieneinsatz gefunden. Ihre Vorteile, die Massereduzierung der Bauteile stehen den Nachteilen gegenüber, der komplexen Trennbarkeit der unterschiedlichen Werkstoffklassen Metalle und Kunststoffe. Durch eine Kombination der Verfahren Spritzguss und Niederdruckkokillenguss lassen sich weitere Leichtbaupotentiale unter wirtschaftlichen Randbedingungen erschließen, indem Bauteile bedarfs- und materialgerecht in kurzen Prozessketten hergestellt werden. Es soll eine Verfahrenskombination von den Urformverfahren Aluminiumniederdruckguss und Kunststoffspritzguss in einem kombinierten One-Shot-Werkzeug umgesetzt werden. Bei der Auslegung des Fügebereichs wird, von der Konstruktion an, eine spätere Wiederlösbarkeit der Verbindung und eine Trennbarkeit der beiden Werkstoffkomponenten berücksichtigt. So wird ein kreislaufwirtschaftlicher Ansatz für eine Wiedergewinnung des Materialeinsatzes verfolgt.

Die Prozessketten zur Herstellung differentieller Baugruppen, die den Anforderungen hinsichtlich Bauteilgewicht und Performance gerecht werden, können dadurch sehr komplex werden. So ist z.B. zur Herstellung einer Klebeverbindung eine Oberflächenvorbehandlung unabdingbar, die oftmals unter Einsatz nasschemischer, umweltschädlicher Produkte umgesetzt werden muss. Dadurch ist die Herstellung mit hohem Ressourcen- und Kostenaufwand, teilweise auch Ausschuss in den einzelnen Prozessschritten, verbunden. Integrierte Fertigungsverfahren zur Herstellung von hybriden Bauteilen hingegen sind bislang nur Branchen mit geringerem Kostendruck und hohen Anforderungen an den Leichtbau vorbehalten, die besondere, individuelle Anforderungen besitzen und weniger stark für ein ausgeprägtes Massensegment verfügbar sind. Der Großteil der deutschen KMU in den relevanten Branchen ist jedoch diesem Kosten- und Effizienzdruck ausgesetzt. Hier setzt das Vorhaben CirKAL an, neuartige Lösungswege zu beschreiten.