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2. STANDDERTECHNIK 19
sowohlGlas-wie auchCarbonfasernverwendet.AlsMatrixwerkstoffewerden sowohl thermoplastische
wie auch duroplastische Polymere verwendet. In Abbildung 2.6 sind die üblichen Arten vonWirr-
fasermatten und Vliesen schematisch dargestellt. In der weiteren Beschreibung werden dieTextilen
Abbildung 2.6:Verschiedene Arten von Vliese nach [32]: (a) Endlos-Fasermatte, (b) Schnitt-
Fasermatte, (c)Vernadelte-Fasermatte.
Halbzeuge genauer betrachtet, die in den Untersuchungen dieser Arbeit als Probekörper verwendet
werden.
Gelege
GelegekönnenausFasermatten (Prepregs)bestehen, die je nachkonstruktivenAnforderungengestal-
tet werden können.Variationen sind insbesondere durch dieAnzahl der Prepreglagen und dieOrien-
tierungderFaserlängsrichtungmöglich.Ein schematischesBeispiel einesGelegesmit 0und90°Lagen
ist inAbbildung2.7dargestellt.DurcheineReihevonmanuellenundautomatisiertenAblegeverfahren
sind somit dieGestaltung undHerstellung von anwendungsoptimiertenFaserverbundlaminatenmög-
lich. Aus diesemGrund zeichnet sich diese Art vonVerbundhalbzeug besonders für die Verwendung
in lastorientiertenStrukturbauteilen aus.Neitzel [32] beschreibt alsweiterenVorteil, die stark gerich-
tetenFasern,welchedasmechanischePotential derFasernverstärkt.NebenunidirektionalenGelegen
sind auchmultiaxialeGelegemit und ohneVorzugsrichtungmöglich. AlsVerstärkungsfasern können
alle üblichen Arten verwendet werden. Die Positionierung der Faserlagen zueinander erfolgt in den
meisten Fällen durchVernähen oder in seltenen Fällen durch thermoplastischeKlebstoffsysteme, die
zwischendenLageneingebrachtwerdenunddurchErwärmungoderUltraschallschweißenaufgeschmol-
zenwerden.Dies führt ebenso zu einerVorfixierung der Faserlagen.WeitereVerarbeitungsmethoden
beschreibtHufenbach [21] durchdieHerstellung einesTextilenHalbzeugs (vgl.Abbildung2.5 undder
Weiterverarbeitung zu einemmitThermoplaste versehenenFKV.
Abbildung 2.7: SchematischeDarstellung einesGelegesmit 0 und 90°Lagen.
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