Ziel des Verbundprojektes ist die Bereitstellung einer Wissensbasis zur breiten Anwendung von Duroplastwerkstoffen als Alternative zu thermoplastischen und metallischen Werkstoffen für Struktur- und Präzisionsbauteile. Ein wesentliches Ziel des Teilprojektes wird die Ableitung von Konstruktionsrichtlinien für die Erstellung von Spritzgießwerkzeugen sein, die auf die Verarbeitung von applikationsangepassten duroplastischen Formmassen ausgelegt sind. Des Weiteren wird im Rahmen der Verarbeitungsversuche am Demonstrator Präzisionsteil wertvolle Erfahrungen zur Ermittlung einer robusten Prozessführung gesammelt werden, so dass Störung durch Materialchargenschwankungen oder Störeinflüsse durch die Spritzgießmaschine keinen signifikanten Einfluss auf die Bauteileigenschaften und Qualitätskriterien haben. Im Rahmen des von Oechsler bearbeiteten Teilvorhabens wird der Fokus auf der Werkzeugentwicklung des Versuchswerkzeugs und des Präzisionsbauteils sowie dem Arbeitspunkt 4 mit den prozesstechnischen Untersuchungen zur Herstellung des Demonstrators Präzisionsteil liegen. Auch bei den restlichen Arbeitspunkten wird Oechsler mitwirken, jedoch keine federführende Rolle übernehmen. Das Teilprojekt wird daher mit den Arbeiten am Präzisionsbauteil wesentlichen Input zu den Punkten Bauteil-(AP2) und Werkzeugauslegung (AP3), Verarbeitung (AP4) und Qualitätssicherung (AP5) geben.
Zielsetzung und Anlaß des Vorhabens: Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrenskonzeptes zur energie- und prozesseffizienten Herstellung von Zink-Kunststoff-Verbundbauteilen in einer in sich geschlossenen Fertigungsanlage, bestehend aus einer Zinkdruckgussmaschine und einer Kunststoffspritzgießmaschine verbunden durch ein modular aufgebautes Transfersystem. Mit der geplanten Anlage werden die folgenden umweltrelevanten Aspekte verbessert: - Entwicklung neuer Bauteilkonzepte durch gezielte Materialkombination hin zu einsatzangepassten Verbundbauteillösungen mit einem belastungs- und masseoptimierten Eigenschaftsprofil, - Einsparung von Heizenergie beim Aufschmelzvorgang, durch Rückgabe der abgetrennten und noch warmen Zinkangusssysteme in den Schmelztiegel, - Wegfall von Transport- und Lagerkapazitäten, durch direkte Weiterverarbeitung der Zinkdruckguss-teile, Emissionsaustoß durch Transport entfällt, - Endkonturfertiges und nachbearbeitungsfreies Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen mit technologie- und energieoptimiertem Fertigungsprozess.
Die aufgeführten Aspekte des neuen Verfahrenskonzeptes werden an einem Demonstratorbauteil dargestellt. Für das konkrete Bauteil wird zum Projektabschluss eine Energiebilanz aufgestellt und die Einsparung dargestellt.
Fazit: Das Potenzial der Hybridteile aus der Materialkombination 'Metall und Kunststoff' ist sehr groß. Die Nachfrage nach Produktentwicklungen für die Fahrzeug-, die Möbel-, die Spielzeug-, sowie verarbeitenden Industrie geben den Projektpartnern Recht und Motivation zu gleich an der Entwicklung der neuen Herstellungsverfahren intensiv weiter zu forschen. Die derzeit in der Erprobung befindliche Prototypanlage für die Fertigung solcher Hybridbauteile kann optimiert und erweitert werden. Mit dieser Prototypanlage besitzt die Fa. Goepfert einen entscheidenden Innovationsvorsprung gegenüber den Marktkonkurrenten. Das erreichte Entwicklungsziel ermöglicht den Projektpartnern die Umsetzung der Ergebnisse in zukünftige Forschungsvorhaben sowie industrielle Produktion. Die Unternehmen sichern sich dadurch einen innovativen Vorsprung gegenüber den Mittbewerbern und erlangen eine Stärkung des eigenen F/E-Potentials. Die verfahrenstechnisch erarbeiteten Grundlagen sind eine Basis für weiterführende Projekte. Die Nutzung des Leichtbaupotenzials kann mit Hilfe der neuen Technologie konsequent umgesetzt und abrechenbar gestaltet werden. Nur die Anwendung neuer Technologien ermöglicht den Einsatz neuer Produktideen für den angestrebten Strukturleichtbau.