Page - 4 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

4 1. EINLEITUNG Abbildung 1.3: Einsatz vonCFK (rot eingefärbteBauteile) in der aktuellenKarosserie des 7er [10]. eingesetzt, um die Hybridgarnen zu Preforms zu verarbeiten [9]. Mit Blick auf die Verwertung der Werkstoffe nach der Primärlaufzeit ist auch hier ein Vorteil der thermoplastischen Kunststoffe zu verzeichnen. Die reversible Schmelzbarkeit des Kunststoffs ermöglicht die Lösung vonVerbindungen mit anderen Bauteilen und die Trennung der Komponenten der Verbundwerkstoffe in die Einzelbe- standteileFaser-undMatrixwerkstoff.DurchschonendeRecycling-ProzessekönnendieWerkstoffemit derenAusgangseigenschaften hinsichtlichmechanischerBeanspruchbarkeit, chemischerBeständigkeit und optischer Eigenschaften für die Sekundärverwendungwiedergewonnenwerden. ImVergleichmit derzeit in der Fahrzeugkonstruktion verwendeten duroplastischen FKV besitzt die Einzelkomponente-Matrix inthermoplastischerAusführunggeringereFestigkeit, einestärkereNeigung zur Feuchtigkeitsaufnahme und eine niedrigere Temperaturbeständigkeit. Diese Nachteile, wie sie in derGegenüberstellung inTabelle 1.1 zu sehen sind,werdendurchdenAnwendungsbereich relativiert. Bei derKostenbetrachtungwirkt sichderRohstoffpreis einesPolyamid66Granulatesmit aktuell 1,74 e/kg günstig imVergleich zu üblichen Epoxidharzen aus. Hier ist aber darauf hinzuweisen, dass für einegesamtheitlicheKostenbetrachtungdievollständigeBauteilherstellungberücksichtigtwerdensoll- te.DiewirtschaftlicheGroßserienanwendungvonhochperformanteThermoplaste (zumBeispiel (z.B.) PEEK-CF), die charaktristische SchwächenderThermoplaste nur in sehr geringemUmfangbesitzen, ist in der Regel nicht darstellbar. Zur Erfüllung von Sonderfunktionen in der Luftfahrt aber auch in derHumanmedizinwird auch das hochpreisigePEEKalsWerkstoff für Implantate eingesetzt [11]. EinentscheidenderVorteildesthermoplastischenKunststoffsbeiFKVistseinecharakteristischerever- sible Schmelzbarkeit ohneBeeinträchtigung derWerkstoffeigenschaften. Sie ist verantwortlich für die Anwendungvon thermischenUmformprozessen,wie inAbbildung 1.2 dargestellt.Gleichzeitig ermög- licht sie die Anwendung von klassischen Kunststoffschweißverfahren nach DIN 1910. Die bekannten kaltenVerbindungstechniken und dasKleben von duroplastischenCFK-Bauteilen wird durch Press- und Schmelzschweißverfahren nach DIN 8593-0 erweitert. In vielen Fällen liegt bei dieser Art des Fügens eine lösbareVerbindung vor.