Bewertung von langfaserverstärkten Kunststoff-Metall-Hybridverbunden auf der Basis des Verformungs- und Versagensverhaltens

In den letzten Jahren hat das Thema Leichtbau stark an Bedeutung gewonnen. Gewichtsoptimierung kann durch den Einsatz verschiedener Werkstoffe, wie faserverstärkte Kunststoffe oder hochfeste Stähle, erreicht werden. Aber auch Kombinationen von Werkstoffen in einem Bauteil zeigen ein hohes Leichtbaupotential. Eine Möglichkeit sind dabei Kunststoff-Metall-Hybridverbunde. In dieser Arbeit werden weiterentwickelte integrativ gefertigte langfaserverstärkte Verbunde untersucht. Zusätzlich zur heute typischen Kraftübertragung zwischen Kunststoff und Metall mit Kraftschluss und Formschluss, werden Verbindungen mit Stoffschluss und kombinierte Verbindungen betrachtet. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung werden die sich durch den Herstellprozess ergebenden Eigenspannungen gezielt zur Kraftübertragung genutzt. Formschluss entspricht einer Art „Kunststoffbolzen“, welcher über das Durchfließen von Durchbrüchen im Metall mit Kunststoff entsteht. Die stoffschlüssige Verbindung basiert auf den adhäsiven Eigenschaften der Kunststoffmatrix. Mit experimentellen und numerischen Methoden wurde ein „Bewertungstool“ für die Auswahl und Optimierung geeigneter Kombinationen entwickelt.