Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Charakterisierung der Grenzflächeneigenschaften eines mittels nanoporöser Haftschicht gefügten SMC-Metall-Hybrids

Art der Arbeit

Bachelor- oder Masterarbeit

Motivation

Der kombinierte Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen mit Metallen bietet die Möglichkeit, die Vorteile der jeweiligen Werkstoffe zu vereinen, was deren Verwendung insbesondere in Leichtbauanwendungen interessant macht. Dies geht jedoch auch mit einer Reihe von Problemen einher. Insbesondere das Fügen von artfremden Materialien stellt eine Herausforderung dar.

Am Fraunhofer ICT wird das PECVD-Verfahren (Plasma-Enchanced Chemical Vapor Deposition) zum Aufbringen einer nanoporösen Haftschicht auf ein Metallsubstrat eingesetzt. Diese Haftschicht wird beim Verarbeiten des faserverstärkten Kunststoffs durch das Matrixmaterial infiltriert, wodurch eine exzellente Haftung zwischen den beiden Fügepartnern ermöglicht wird. So konnten im Spritzgussverfahren und im Nasspressen mit sowohl thermoplastischen als auch mit duromeren Matrixsystemen bereits sehr gute Grenzflächeneigenschaften nachgewiesen werden.

SMC ist ein Halbzeug zur Herstellung von duromeren, faserverstärkten Kompositen. Die Hauptkomponenten sind Harz, Füllstoffe und Additive, sowie Verstärkungsfasern. Das Harz wird mit den Füllstoffen und Additiven vermischt, dann auf einer Flachbahnanlage in Form eines dünnen Films auf eine Trägerfolie aufgetragen. Die Fasern werden geschnitten und in zufälliger Orientierung auf den Harzfilm aufgetragen. Eine weitere Trägerfolie mit Harz deckt das Halbzeug ab. Es folgt typischerweise eine Reifung bis zur Einstellung der B-Stage. Anschließend wir das Halbzeug in einem Fließpressprozess zu Bauteilen verpresst.

Vorhabensbeschreibung

Im Rahmen dieser Arbeit soll nun das Interface zwischen Sheet Molding Compound (SMC) und beschichteten Metallplatten untersucht werden. Es sollen Halbzeuge aus einem polyurethanbasierten Harz sowie aus einem Referenzharzsystem hergestellt werden. Diese Halbzeuge sollen im Fließpressprozess mit den beschichteten Metallplatten verpresst werden. Die Grenzflächeneigenschaften sollen bestimmt werden.  

Aufgaben

  • Herstellung von SMC-Halbzeugen auf einer SMC Flachbahnanlage am ICT
  • Durchführung von Fließpressversuchen mit einem SMC Plattenwerkzeug zur Herstellung von Hybridplatten
  • Durchführung und Auswertung von Versuchen zur mechanischen Charakterisierung der Interfaceeigenschaften

Voraussetzungen

  • Studiengang: Maschinenbau / Materialwissenschaften
  • Grundkenntnisse zu faserverstärkten Kompositen
  • Interesse an experimenteller Arbeit

Ort

Pfinztal Berghausen

Beginn der Arbeit

ab sofort

  • Wir weisen darauf hin, dass die gewählte Berufsbezeichnung auch das dritte Geschlecht miteinbezieht.
  • Die Fraunhofer-Gesellschaft legt Wert auf eine geschlechtsunabhängige berufliche Gleichstellung.