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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Einfluss einer nanoskaligen Oberflächenbeschichtung auf die Grenzflächenfestigkeit spritzgegossener Polymer-Metall-Hybride

Freitag (20.09.2019)
09:30 - 10:00 Uhr Musikzimmer

Bei der Fertigung moderner Leichtbaustrukturen gewinnen Kunststoff-Metall-Hybridverbunde zunehmend an Bedeutung. Das Fügen der Komponenten im Spritzguss ermöglicht fernen die wirtschaftliche Umsetzung hoher Leichtbaugrade und ein hohes Maß an Funktionsintegration. Die Gesamtfestigkeit solcher Kunststoff-Metall-Verbunde wird entscheidend vom Kunststoff-Metall Grenzfläche beeinflusst. Aufgrund der Verschiedenartigkeit der beiden Materialsysteme und der im Spritzguss prozessbedingt kurzen Verweilzeit des Kunststoffs im schmelzflüssigen Zustand ist es schwierig eine ausreichende Anbindung der Kunststoffmasse an die Metallkomponente zu gewährleisten. State of the Art Vorbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Grenzflächenfestigkeit stammen größtenteils aus der Klebetechnik und führen im Spritzguss oftmals zu keinen zufriedenstellenden Grenzflächenfestigkeiten zwischen Metall und Polymer. Zudem kommen dabei bisweilen aufwendige Beizprozesse oder Primer zum Einsatz, welche aus umwelttechnischer Sicht kritisch zu bewerten sind.

Durch eine am Fraunhofer ICT entwickelte nanoporöse Haftschicht auf Basis von SiO2 lassen sich im Spritzguss, auch ohne den Einsatz von chemischen Haftvermittlern oder Beizprozessen, hohe Grenzflächenfestigkeit erreichen. Die Schicht wird mittels plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) direkt auf die metallische Komponente aufgetragen und diese anschließend in einem separaten Prozessschritt überspritzt. Um höchste Grenzflächenfestigkeiten zu erreichen wurde der Schichtaufbau an das jeweilige Materialsystem angepasst. Die gezeigten Untersuchungen wurden anhand spritzgegossener Polypropylen(PP)-Metall- sowie Polyphenylensulfid(PPS)-Metall-Hybridverbunden durchgeführt.

 

Sprecher/Referent:
Marcel Laux
Fraunhofer-Institut für chemische Technologie ICT
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Peter Elsner
    Fraunhofer ICT
  • Ralf Dreher
    Fraunhofer ICT
  • Prof. Dr. Frank Henning
    Institut für Fahrzeugsystemtechnik FAST