Vorhersage der Oberflächenwelligkeit von Bauteilen aus Sheet Moulding Compound durch die Simulation prozessinduzierter Eigenspannungen

Obwohl fließgepresste Bauteile aus Sheet Moulding Compound (SMC) seit vielen Jahren in Kraft- und Nutzfahrzeugen im Außenhautbereich eingesetzt werden, bestehen noch immer Einschränkungen hinsichtlich der Oberflächenqualität. Im Vergleich zu Aluminium- und Stahlblech müssen SMC-Bauteile öfter nachgearbeitet oder ausgetauscht werden. Der Grund hierfür sind unterschiedliche Oberflächendefekte. Dies können Oberflächenporen, Einfallstellen, Kleberabzeichnungen oder Oberflächenwellen sein.
Die Berücksichtigung der Oberflächenqualität erfolgt bisher während des Auslegungs- und Konstruktionsprozesses von SMC-Bauteilen lediglich durch Erfahrungswerte. Die in dieser Arbeit vorgestellte Simulationsmethode ermöglicht erstmals eine Vorhersage der Oberflächenwelligkeit. Als Indikator für die Welligkeit in der Simulation werden die prozessinduzierten Eigenspannungen herangezogen.
Die Arbeit befasst sich zunächst mit der Analyse und Modellierung der Effekte, die für die Entstehung von Eigenspannungen verantwortlich sind. Neben der Reaktionsschwindung wird das thermische Ausdehnungsverhalten und das anisotrop viskoelastische Materialverhalten von SMC detailliert betrachtet. Diese Aspekte werden in einer integrativen Simulation zusammengeführt. Abschließend wird die Qualität der Modelle und der Simulationsmethode am Beispiel eines Heckdeckels gezeigt und bewertet.