Herstellung und Eigenschaften von Spritzguss-Formteilen mit 3D-gedruckten Inserts zur lokalen Verstärkung

In der vorliegenden Dissertation wird die Kombination der
Fertigungsverfahren Spritzguss und 3D-Druck untersucht. Es werden einige
Anwendungen für die Verfahrenskombination aufgezeigt, wobei die
Untersuchung der lokalen Verstärkung von Spritzgussteilen im Fokus
steht. Für die Untersuchung der Verstärkung werden Inserts, welche
mittels des Verfahrens Fused Deposition Modeling hergestellt werden, in
einem zur Herstellung von Hybridbauteilen angepassten
Zugprüfstabwerkzeug umspritzt. Dabei wurden Materialien und Geometrien
variiert, um Effekte, Wechselwirkungen und die Grenzen des Prozesses zu
untersuchen.
Die verwendeten Materialien werden hierzu umfassend charakterisiert und
die Fertigungsprozesse näher betrachtet, wobei das Hauptaugenmerk auf
dem Verfahren Fused Deposition Modeling liegt. Dieses Verfahren wird
anhand umfangreicher Recherchen näher beschrieben und durch Versuche
ergänzt.
Es konnte gezeigt werden, dass bei bestimmten Materialkombinationen und
Geometrien Festigkeitssteigerungen bei Hybridbauteilen gegenüber rein
spritzgegossenen Bauteilen erreicht werden können. Jedoch zeigte sich,
dass die Kombination von glasfaserverstärkten Insertmaterial mit
Spritzgießmaterialien aufgrund herausragender Glasfasern zum vorzeitigen
Versagen der Hybridbauteile bei ungünstiger Auslegung führen kann.