Page - 14 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
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14 2. STANDDERTECHNIK
Abbildung 2.3: Spannungs-Dehnungs-DiagrammdesPBTundSANbei verschiedenenTemperaturen
als Beispiel für charakteristischeVersagensarten derKunststoffe nach [13].
abhängigvonderKristallkeimbildungs-undKristallwachstumsgeschwindigkeitbedingt [29].DieKeim-
bildungsgeschwindigkeit unddasEnergieniveau der Schmelze inAbhängigkeit von derMassentempe-
ratur, wie diese inAbbildung 2.4 dargestellt ist, beeinflussen dieKristallinität im erstarrten Zustand
[13].Eine langsameAbkühlungderSchmelze ermöglicht einenhohenAnteil anparallel ausgerichteten
Makromolekülen (hohe Kristallinität), rasche Abkühlung bedingt das Gegenteil. Weitere Faktoren,
wie etwaderZusatzvonKeimbildnernoderdieStrukturderMakromoleküle (symmetrischer oder iso-
taktischerAufbau), niedrigemolareMasse undmechanischeVerstreckung erhöhen dieKristallinität.
Unsymmetrischer und ataktischer Aufbau derMakromoleküle, hohemolareMassen und die Vernet-
zung reduzieren dieKristallinität. [29]
Einige typische Vertreter der teilkristallinen und amorphen Thermoplaste sind in Tabelle 2.1 aufge-
listet.
Tabelle 2.1: Übersicht undVergleich amorpher und teilkristallinerThermoplaste: alsDatengrundlage
dientBottenbruch [30] [31].
Polymer Gefüge Kristallinität [%] Tg [°C] Tm [°C]
Polyamid 46 (PA46) teilkristallin 60 - 70 94 285 - 290
Polyamid 66 (PA66) teilkristallin 35 - 45 90 225 - 265
Polyamidimid (PAI) amorph, vernetzt - 250 - 275 -
Polycarbonat (PC) amorph - 145 -
Polyethylen (PE-LD) teilkristallin 40 - 55 -100 100 - 110
Polyethylen (PE-HD) teilkristallin 60 - 80 -100 125 - 135
Polyetheretherketon (PEEK) amorph/teilkristallin 35 145 335
Polyetherimid (PEI) amorph - 215 - 230 -
Polyphenylensulfid (PPS) teilkristallin - 85 - 95 285 - 290
Der wohl bedeutenste Unterschied der beiden Arten von Thermoplasten liegt in deren thermischen
Eigenschaften, wie sich aus der obigenTabelle entnehmen lässt. Ebenso stellen sich durch die unter-
schiedliche temperaturinduzierte Zustandsänderung andereHerstellbedingungen undParametrierun-
gen der Konsolidierung ein. Bei teilkristallinen Thermoplaste müssen die Kristallbildung und deren
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Table of contents
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249