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22 2. STANDDERTECHNIK
Bedeutung fürdieBauteilqualität[33]. InsbesonderedieVorkehrungen zurPositionierungderVerstär-
kungsfasern in deren konstruktiv bestimmte Lage undOrientierung ist oftmalsmit großem anlagen-
technischemAufwand verbunden.
2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten
Die charakteristischenProzessgrößen bei derHerstellung der Laminate sind derDruck, dieTempera-
tur und die inVerweildauer bis zumErreichen der vollständigenPlastifizierung bzw. der Erstarrung.
Diese drei Prozessgrößen sind entscheidend für die zu erreichendenMaterialeigenschaften imEndzu-
stand des Bauteils. Die Prozessführung wird mit demBegriff der Konsolidierung zusammengefasst.
[1]
Bei derKonsolidierung soll einmöglichst gutesDurchdringen der Prepregs undFaserformteile durch
dasPlastifikat, ein niedriger Porenanteil sowie eine gute Faser-Matrix-Haftung über das gesamte La-
minat erreichtwerden.Hierbei sind dieHerausforderungen eine homogeneDruckbeaufschlagung und
gleichmäßige Temperaturführung über das gesamteBauteil. Die flächig homogeneAbkühlung ist für
dieHerstellungverzugsarmerLaminatenotwendig.WerdenteilkristallinePolymerealsMatrixverwen-
det, beeinflusst die Gestaltung der Abkühlgradienten die Anteile der amorphen und kristallinen Zu-
standsbereiche.Auf eine entsprechendeParametrierung ist hier zuachten.Wird einLaminatwährend
Abbildung 2.9: Parameter derKonsolidierung und durch diese beeinflussteMaterialeigenschaften:
* nur bei teilkristallinenThermoplasten.
desThermoformens oderwährenddesFügevorgangsbis zumSchmelzpunktderThermoplaste-Matrix
erwärmt, lösen sichdiekristallinenBereicheaufunddieMaterialeigenschaftenändernsichhinsichtlich
Festigkeit, Dehnung undViskosität deutlich. Es wird ein andererWerkstoffzustand erreicht und die
definierteBauteilgeometrie geht verloren.WirdwährenddesWiedererstarrens auf diewerkstoffspezi-
fischen Konsolidierungsparameter geachtet, werden die ursprünglichenMaterialeigenschaften wieder
erreicht. Auch bei wiederholter Durchführung der Aufschmelzung undWiedererstarrung bleiben die
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