Metal Plastic Hybrids: Optimisation in model experiments

Abstract

Metall‐Kunststoff‐Verbunde werden als Bausteine für Leichtbaulösungen immer mehr an Bedeutung gewinnen. In dieser Arbeit wird über Modellversuche zur Optimierung der Herstellung von Dreischichtverbunden aus Stahlblech, einer Adhäsionsschicht aus einem Uretdionlack und der flexiblen Weichkomponente (thermoplastisches Polyurethan (TPU)) berichtet. Die Verbundbildung erfolgt in einem Pressverfahren. Es erfolgt sowohl eine Modifizierung der Adhäsionsschicht, als auch die Modifizierung der Weichkomponente mit dem Ziel einer Erhöhung der Verbundfestigkeit. Als quantitatives Maß dafür wird aus der im Schälversuch gemessenen Schälkraft ein „scheinbarer GIc‐Wert“ berechnet. Für Verbunde mit einer thermoplastischen Polyurethan‐Streifendicke von 2 mm wird der GIc‐Wert gegenüber dem Verbund mit unmodifizierten Komponenten um ca. 30 % auf 16 N/mm erhöht. Damit weisen diese Verbunde ähnlich hohe Verbundfestigkeiten auf wie die stabilsten Verbunde aus der Literatur. Abschließend werden die erzielten Optimierungsergebnisse hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Interpretation des Haftungsmechanismus in der Grenzschicht Adhäsionsschicht‐thermoplastisches Polyurethan diskutiert.