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18 2. STANDDERTECHNIK
TextileHalbzeuge
DieHerstellung vonFKVgliedert sich in dreiHerstellungsschritte:
• Herstellung derCarbonfaser
• Herstellung desTextilenHalbzeugs
• Fertigstellung des FKV
Nachdemein zurWeiterverarbeitung hergestelltesGarn beziehungsweise (bzw.)Roving vorliegt (vgl.
vorherigen Abschnitt 2.1.3), wird einTextiles Halbzeug hergestellt [21]. Eine Übersicht derTextilen
Halbzeuge, die in derForschungundder produzierenden Industrie behandeltwerden ist inAbbildung
2.5dargestellt.DieEinteilungerfolgtenachderDefinitionvonHufenbach [21] inAnlehnunganBüsgen
von 1995.
Abbildung 2.5:Übersicht zuTextilenHalbzeugen undHerstellverfahren aus der aktuellen Forschung
undProduktion:
*nachNeitzel [32]; **nachHufenbach [21];
**Entwicklung des Institut fürTextiltechnik an derRWTHAachen [21];
****Entwicklung der Firma 3TEX,Cary,USA [21].
Das vorliegendeHalbzeugwird imnächsten Schritt durchDirektimprägnierung [32], In-SituPolyme-
risation [5] und der Konsolidierung [1]zu einem endkonturnahem FKV-Bauteil verarbeitet. Bei der
Herstellung von Spritzgussbauteilenmit Kurz- und Langfasern, sowie von Extrusions- und Pultrosi-
onsbauteilen wird der Schritt des Textilen Halbzeugs übersprungen und direkt ein endkonturnahes
infiltriertes und ausgehärtetes/konsolidiertes FKV-Bauteil hergestellt [36], [6].
GMT-undSMC-Halbzeuge sind typischeVertreterderWirrfasermatten,dienicht eindeutigder texti-
lenVerarbeitungsweise zugeordnetwerdenkönnen.DieseArt vonHalbzeugen eignet sich sehr gut für
die Verwendung von Rezyklatfasern, da sowohl Kurz- wie Langfasern in den Halbzeugen verwendet
werden können. Nach Neitzel [32] hat diese Art der Verstärkungsfaser gute Eigenschaften der Infil-
trierbarkeit und ermöglicht einen Fasergewichtsanteil von 30 bis 40%. Als Verstärkungsfaser werden
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Inhaltsverzeichnis
- 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