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Vortrag

Prozesskettenbegleitende Charakterisierung der Oberflächentopografie von Halbzeugen auf dem Weg zu Class-A CFK-Sichtkomponenten

Friday (28.06.2019)
11:00 - 11:20 Uhr

Der Trend, Leichtbau im Fahrzeug mit Class-A Sichtcarbon emotional und ästhetisch zu inszenieren, nimmt weiter zu. Als Class-A Oberflächen werden im automobilen Kontext diejenigen Flächen bezeichnet, die der Betrachter direkt und genau sehen kann. Das sind beispielsweise die Außenflächen von Dächern und Motorhauben im Exterieur sowie Armaturenbretter oder Dekorblenden im Interieur. An Class-A Oberflächen werden die höchsten Ansprüche an Glattheit, Glanz, Fehlerfreiheit und Stetigkeit gestellt. Hierdurch sind für Sichtcarbonprodukte neben Materialkosten vor allem die Class-A Anforderungen eine kostentreibende Herausforderung.

Faserverbundwerkstoffe neigen durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften von Faser und Matrix zu Faserdurchzeichnungen an der Oberfläche, was zu einer Oberflächenwelligkeit im Wellenlängenbereich der Textilstruktur führt. Optisch verstärkt wird dieser Effekt vor allem, wenn ein lackiertes, flächiges Faserverbundbauteil angrenzend an monolithische, lackierte Blechbauteile oder nicht faserverstärkte Kunststoffbauteile montiert wird.

Um die geforderte Class-A Qualität zu erreichen, ist eine kostenintensive Oberflächenveredelung notwendig. Zusätzlich werden zur Minimierung der Abzeichnungen nur spezielle textile Halbzeuge und Matrixmaterialien eingesetzt, was die Kosten weiter erhöht, ohne einen mechanischen Mehrwert zu erzeugen.

Die kostenoptimale Abstimmung der eingesetzten Halbzeuge und des Prozessaufwands erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Halbzeug und Prozess. Hierzu ist eine Methodik zur durchgehenden Charakterisierung der Zwischenprodukte in der gesamten Prozesskette unbedingt notwendig.

In dem vorgeschlagenen Vortrag wird eine Prüfkette vorgestellt, die es ermöglicht, für die Zwischenprodukte jedes Prozessschritts - vom Textil bis zum lackierten Endbauteil - die Oberflächentopografie mit demselben Kennwert zu quantifizieren. Somit kann ein tieferes Verständnis der Wirkzusammenhänge von Materialeigenschaften, Prozessparametern und der daraus resultierenden Oberflächenwelligkeit erlangt werden. Darauf aufbauend können Maßnahmen zur Prozessoptimierung mit den generierten objektiven Messwerten besser bewertet und Stellhebel identifiziert werden. Zudem ermöglicht es die Charakterisierung der Zwischenprodukte, die Toleranzen der Zwischenprodukte -bewusst- aufeinander abgestimmt zu setzen und dadurch eine kostenoptimierte Prozesskette aufzubauen.

Sprecher/Referent:
Dominik Metzger
Universität Augsburg
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Thomas Henke
    BMW AG
  • Prof. Dr. Michael Heine
    Universität Augsburg