Fachartikel

Hybridbauteile aus CFK und Aluminiumdruckguss
von Daniel Schwarz, Marcel Becker, Walter Leis, Andreas Hager und Lothar Kallien, Aalen

Der anhaltende Trend zum Leichtbau fordert innovative Werkstoffverbunde. In der Vergangenheit wurden Bauteile, die aus CFK (kohlefaserverstärkte Kunststoffe) und Aluminium bestehen, bevorzugt geklebt, genietet oder verschraubt. Daraus resultierende Nachteile sind die aufwendige Vorbehandlung der Klebeoberflächen sowie die zusätzliche Gewichtserhöhung bei Niet- und Schraubverbindungen. In der hier beschriebenen Studie wurden CFK-Laminate in eine Druckgießform eingelegt, mit einer Aluminiumlegierung umgossen und untersucht.

Aluminium- und CFK-Bauteile im BMW 13.
Bild: Aluminium- und CFK-Bauteile im BMW 13. Grafik: BMW

Die Untersuchungen belegen klar, dass ein Umgießen von CFK-Laminaten im Druckgießverfahren grundsätzlich möglich ist. Die Anbindung der beiden Werkstoffe ist dabei sehr gut und die thermische Belastung der CFK-Laminate ist auf Grund der sehr kurzen Erstarrungs- und Abkühlzeit im Druckgießverfahren sehr gering, da die Gusswanddicke an den CFK-Laminatflächen nur 1 mm betrug. Bei den Pull-out-Versuchen konnten Maximalkräfte von bis zu 24 kN erreicht werden. Bezieht man die Kraft auf die Querschnittsfläche des Laminats (120 mm2), entspricht dies einer Spannung von ca. 200 MPa.

B. Eng. Daniel Schwarz, M. Sc. Marcel Becker, Dipl.-Phys. Walter Leis, Dipl.-Ing. Andreas Hager und Prof. Dr.-Ing. Lothar Kallien, Hochschule Aalen



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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 1/2016 Seiten 44-49
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