Page - 21 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

2. STANDDERTECHNIK 21 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplasti- scherMatrix DieHerstellverfahrenvonHalbzeugenundBauteilenmiteinemthermoplastischenMatrixsystemlassen sich in zweiGruppenunterteilen:DieGruppeder urformendenVerfahrenunddieGruppeder umfor- mendenFertigungsverfahren.Beide sind inunterschiedlicherAusprägungdesAutomatisierungsgrades und derProduktionsverkettung in der industriellenAnwendung vertreten. Die imRahmen derUntersuchungenwichtigen und für eine industrielle Großserienfertigung relevan- tenVerfahren sindnachfolgendaufgezeigt.ZurHerstellungderFormmassewird indenmeistenFällen ein Schneckenextruder verwendet, der aus dem vorliegenden Thermoplastegranulat und der Beimi- schung der Verstärkungsfaser das Plastifikat für die weitere Verarbeitung herstellt[29]. Die im zuvor angeführtenAbschnitt erwähntenbereits imprägniertenPrepregswerdenmeistdirekt inThermoform- werkzeugen oder Spritzgussmaschinenmit oder ohne Zugabe vonPlastifikat verarbeitet. Das Spritzgussverfahren mit Kurz- und Langfasern ist in der Herstellung von automobilen Bautei- len, wie etwa demAnsaugtrakt undVerkleidungsteilen imMotorraum, seit vielen Jahren Stand der Technik. Durch fortwährende Entwicklungen und Verbesserungen von Spritzguss und Compoundie- rungsmaschinenwirddieVerwendungvonimmer längerenundinderHandhabungkomplexerenFasern möglich. So etwa dieHerstellung vonBauteilen des Frontends, der I-Tafel und des Fahrzeugunterbo- densmitLangglasfasern [38].NebendemklassischenSpritzgießenwerdenalsweiterewichtigeVerfah- ren für die Großserienfertigung das Hinterspritzen wie auch das Thermoplastschaumspritzgießen für Sandwich undLeichtbauanwendungen angeführt [29]. Das Thermoformverfahren [29] zur Erzeugung von endkonturnahen und finalisierten Bauteilen mit Langfaserverstärkung und endlosenVerstärkungsfasern ist für dieHerstellung von hochperformanten FKV in der Fahrzeugkarosserie unabdingbar. Die niedrigen Prozesszeiten, die deutlich unter einer Minute liegen und die dem klassischen automobilen Produktherstellungsverfahren sehr ähnlich sind, gelten als eine der Schlüsseltechnologien, umFKV in derGroßserie herzustellen. Unterverfahrenwie das SpriFormen der Fa. KraussMaffei [6] werden seit einigen Jahren hinsichtlich der Ausbringungs- menge sowiederFunktionalisierungvonBauteilen entwickelt.NebendemThermoformen soll hier das Fließpressen von plastifizierten, mit Kurz- und Langfasern verstärkten Thermoplaste-Vorformlingen genanntwerden.DiesesVerfahren stellt eineZwischenformdesSpritzgießens unddesThermoformens dar und ermöglicht die Herstellung von werkzeugfallenden Bauteilen mit keinem oder nur geringen Nachbearbeitungsanteilen.NebenderErreichungvon sehr gutenmechanischenEigenschaftendesPo- lymers durch die Reduzierung der Erwärmungs- und Aufschmelzphasen auf die Plastifizierung des Granulates ist die homogeneVerteilung der Verstärkungsfasern imBauteil als verfahrensspezifischer Vorteil zu nennen. Ein Herstellungsverfahren mit verbesserten Imprägniereigenschaften ist die In- Situpolymerisation, die es ermöglicht den Preformmit einer niederviskosenMatrix zu imprägnieren und erstwährend der Formgebung desBauteils dasPolymer auszubilden [5]. Neben dem Thermoformen als wichtigstes Umformverfahren von Thermoplastehalbzeugen werden das Streckformen, das Saugformen und das Biegen zur Endkonturerzeugung verwendet [29]. Aus- gangsprodukt für diese Art derWeiterverarbeitung sind die in Abschnitt 2.1.3 aufgezeigtenTextilen Halbzeuge. Eine umfangreicheDarstellung der Herstellungsverfahren und der anzuwendendenAusle- gungsmethodenwerden vonCherif [39] beschrieben. In diesemZusammenhangwird auf dieMöglich- keit der Verwendung von Hybridgarnen [3] hingewiesen. Als weitere Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen undHalbzeugen insbesonderemit EndlosfasernwerdenExtrusions- undPultrosionsver- fahren verwendet. Das von der Fa. Stueckertec patentierte PAZ-Verfahren wirdmit der Anwendung von Fahrzeugstrukturen aus Profilen und Knoten immer wichtiger[4]. Hervorzuheben ist bei diesen Verfahren die quasi endloseHerstellung vonProfilen. Bei all diesen Verfahren sind die für die Thermoplasteverarbeitung wichtigen Verarbeitungsschritte einzuhalten. Beim Erstarren der Formmasse ist auf den materialspezifischen Konsolidierungsdruck zu achten. Die Faserlängen sind neben den konstruktivenAnforderungen von demHerstellverfahren abhängig. Das Einbringen und die Positionierung der Fasern und Preformstücke ist von besonderer