Zur Erreichung einer ressourcenschonenden Wertschöpfung kommt dem Leichtbau eine Schlüsselfunktion zu. Dabei weisen besonders thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) ein hohes Potenzial für die Umsetzung großserienfähiger Leichtbaustrukturen auf. Durch die Kombination verschiedener Halbzeuge – etwa Spritzgießformmassen, Organobleche und FKV-Hohlprofile – lassen sich hochintegrative und belastungsoptimierte Strukturbauteile mit hoher Materialeffizienz realisieren.
Die spritzgießtechnische Funktionalisierung von FKV-Hohlprofilen ist bislang auf prototypische Anwendungen beschränkt. Um Hohlprofile serienfähig in thermoplastische Hybridbauweisen zu integrieren, wird in der vorliegenden Arbeit ein Prozess zum Umspritzen von FKV-Hohlprofilen entwickelt. Zudem wird für die praxisgerechte Auslegung des Fertigungsprozesses ein Konzept für eine durchgängige und gekoppelte Simulation zur Prozess-Struktur-Interaktion bereitgestellt.
An einem generischen FKV-Hohlprofil wird sowohl die Prozessfähigkeit als auch die Gültigkeit der gekoppelten Simulation zur Prozess-Struktur-Interaktion nachgewiesen. Zur Demonstration der industriellen Anwendbarkeit wird der Umspritzprozess für die Herstellung eines crashbelasteten Strukturbauteils aus dem Automobilbereich adaptiert.
Die vorliegende Arbeit leistet damit einen Beitrag zur Erweiterung thermoplastischer Mehrkomponentenbauweisen durch die Integration von FKV-Hohlprofilen in den Hybridspritzgießprozess.