Die zentralen Herausforderungen bei Entwicklung, Fertigung und Einsatz hybrider Strukturen stellen die Schnittstellen zwischen den einzelnen Werkstoffen dar. Ein neues Direktfügeverfahren, bei dem der Verbund über intrinsische Schnittstellen definiert wird, nutzt das unter Atmosphärendruck arbeitende Openair-Plasma® Verfahren. Hier wird die Metalloberfläche mittels Plasmapolymerisation mit einem, auf das Metall und auf den direkt anzuspritzenden Thermoplast abgestimmten, Präkursor beschichtet. Das bisher nur an einfachen Geometrien verifizierte Verfahren soll im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundforschungsprojektes „Ganzheitliche Umsetzung hybrider Bauweisen in die Serienproduktion – hypro“ (Förderkennzeichen: 03XP0284C, Laufzeit 2,5 Jahre), auf komplexe, dreidimensionale Bauteile übertragen werden und die Serienfähigkeit dieser neuen Technologie zeigen. Gesamtziel ist dabei die Entwicklung einer wandlungsfähigen physischen und virtuellen Fertigungskette zur Herstellung hybrider Komponenten einschließlich Nachweis der Prozessfähigkeit.
Im Teilvorhaben „Modellierung intrinsischer Hybridverbindungen und deren virtuelle Absicherung“ strebt inpro die Entwicklung der virtuellen Prozesskette für derartig intrinsisch gefügte Hybridbauteile mit hohen quasistatischen Lasten unter Berücksichtigung der wesentlichen fertigungstechnisch bedingten Geometrieänderungen und inneren Spannungen an. Mit den erwarteten Projektergebnissen soll es in Zukunft möglich sein, das Tragverhalten intrinsisch gefügter, hybrider Faserverbund-Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen für unterschiedliche Materialien und Vorbehandlungsvarianten durch digitale Berechnungsmethoden zu prognostizieren und als Eingabeparameter für Struktursimulationen bereitzustellen.
An dem am 1. Mai 2020 gestarteten Verbundprojekt sind insgesamt zehn Verbundpartner beteiligt, die Brose Fahrzeugteile SE & Co. KG, Bamberg ist Projektkoordinator.
