Werkstoffgerechte Auslegung von Direktverschraubungen in SMC/BMC-Bauteilen

Die zunehmende Ressourcenverknappung und steigende Energiekosten bedingen, dass Fahrzeuge jeglicher Art effizienter ausgelegt werden müssen. Eine der daraus abgeleiteten Maßnahmen des Mobilitätsektors ist das Feld des Leichtbaus. In diesem Kontext steigt die Nachfrage nach SMC/BMC Werkstoffen. Duroplastische Formmassen besitzen über einen großen Temperaturbereich konstante mechanische Eigenschaften, zeigen eine hohe chemische Beständigkeit und gelten als Null-Schwinder. In Kombination mit der geringen Dichte und den günstigen Herstellungskosten, stellen Sie häufig eine gute Alternative zu teuren Hochtemperatur-Thermoplasten und zu Leichtmetallen dar und gelten im Leichtbau dadurch als eine interessante Substitution für metallische Komponenten. Durch Substitution entstehende Hybridverbindungen bedürfen geeignete Fügeverfahren. Die dominierende Technologie ist hier die Verschraubung. Während oftmals metallische Inserts verwendet werden, ist aus wirtschaftlicher Sicht die Direktverschraubung wünschenswert. Allerdings existieren aktuell keine Richtlinien zur sicheren Auslegung der Direktverschraubungen in SMC/BMC-Formteilen.
Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien zur Auslegung der Verbindung von SMC/BMC-Bauteilen mittels Direktverschraubung unter Berücksichtigung optimierter materialspezifischer Schraubenarten. Die Direktverschraubung muss einerseits konstruktiv bestmöglich ausgelegt werden, andererseits muss durch unterschiedliche Prüfverfahren die Sicherheit der Verbindung sowohl bei statischer als auch bei dynamischer Belastung gewährleistet werden.
Die Prozess- und Tubusauslegung wird systematisch untersucht, um den Einfluss der geometrischen und prozesstechnischen Kenngrößen auf die Festigkeit und dieVorspannkraftrelaxation zu ermitteln. Ziel sind Gestaltungs- und Anwendungsempfehlungen für die Direktverschraubung von SMC/BMC-Bauteilen Insbesondere KMU, die den wesentlichen Teil in der Duroplastverarbeitung ausmachen, können somit kostengünstig Formteile für die Direktverschraubung auslegen.