Page - 197 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
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Tabellenverzeichnis
1.1 Vergleich der charakteristischen Eigenschaften von Epoxidharz und Polyamid 66; *
mechanischeEigenschaften im trockenenZustand, ** imAugust 2018 [12] . . . . . . . 5
2.1 Übersicht undVergleich amorpher und teilkristalliner Thermoplaste: als Datengrund-
lage dientBottenbruch [30] [31]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2 Typen undEigenschaften vonCarbonfasern nach [33] *[34], **[35]. . . . . . . . . . . . 17
2.3 ThermischeEigenschaften derCarbon- undGlasfaser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 EinteilungmagnetsicherWerkstoffe nach [71] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.5 Arten der induktivenFasererwärmung nach [83]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1 OptischeKennwerte des für dieMessung verwendetenObjektivsmit derDetektorauf-
lösung 640 x 480Pixel [100]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.2 Teilfaktorieller Versuchsplan für die Effektanalyse zur Auslegung der Grenzwerte der
Prozessparameter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3 Ergebnisse der Effektanalyse anhand desBewertungskriteriumsBruchkraftFB. . . . . 69
4.4 Materialkennwerte zurBerechnung derAbkühlleistung durch dieKonsolidierungsrolle:
Datengrundlage ([106]; [107]; [31]), *bei T=20°Cundp=1bar. . . . . . . . . . . . . 77
4.5 Kühlleistung durch die Konsolidierungsrolle in Abhängigkeit der Durchflussmenge V˙
beiT1=16°C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.6 KühlleistungdurchdieKonsolidierungsrolle inAbhängigkeit derVorlauftemperaturT1
bei V˙ = 0,1 l/min. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.7 Geometrieparameter derProzesskomponenten im Induktionsschweißkopf. . . . . . . . . 81
5.1 Auswahl-Matrix für die Entscheidung desUntersuchungswerkstoffs. . . . . . . . . . . . 106
5.2 Zuordnung der Messpositionen: geometrische Position, Thermografieauswertung und
InSituThermoelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3 Versuchsreihen und verwendeteProbeplatte: Einfluss derVerstärkungsfaser. . . . . . . 110
5.4 Versuchsreihen zurWechselwirkung zwischen der Faserorientierung und der Schwing-
kreisfrequenz, Teil 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.5 Versuchsreihen zurWechselwirkung zwischen der Faserorientierung und der Schwing-
kreisfrequenz, Teil 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.6 In derVersuchsreihe 3 verwendeteProbematerialien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.7 Übersicht derVersuchsreihen zurUntersuchung derProzessparameter. . . . . . . . . . 126
5.8 Versuchsreihe IS-SE-01-03: Einfluss desPrimärspulenstroms I. . . . . . . . . . . . . . . 127
5.9 Versuchsreihe IS-SE-01-04: Einfluss der Schwingkreisfrequenz f. . . . . . . . . . . . . . 127
5.10 Versuchsreihe IS-SE-01-05: Einfluss desKoppelabstands h. . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.11 Übersicht der Erwärmungsparameter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
5.12 Ergebnis der LFMMessung zurmittlerenWärmeleitung desPA66-CFGewebes. . . . 136
6.1 Vergleich der thermischenEigenschaften desMatrix- undFaserwerkstoffs, vgl. Tabelle
4.4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
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