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120 5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX
2.Versuchsreihe: Einfluss der Filamenteanzahl
Nebender relativenHäufigkeit derFaserkreuzungspunkte, diedirektenEinfluss aufdenÜbergangswi-
derstandandenKontaktstellenderFasern imLaminatbesitzt, lässt sichvermuten, dass der ohmsche
Widerstand der Faserrovings durch dieAnzahl der Faserfilamente beeinflusst wird. Hierzuwerden in
denVersuchsreihenFO-SE-01,FO-SE-11undFO-SE-12das zeitlich abhängigeErwärmunsgverhalten
und die Heizrate bei statischer Erwärmung untersucht. Das Vorgehen ist analog zu den Versuchs-
durchführungenzurFaserorientierung. InAbbildung5.23 sinddieAuswertungender thermografischen
Messung zu entnehmen. Es ist zu beobachten, dass die Laminatemit 12Kund 50KFaserrovings na-
Abbildung 5.23:Vergleich derTemperaturen an derMesspotitionT8x, 8mmentfernt vom Induktor-
Mittelpunkt auf der x-Achse in Abhängigkeit der Filamenteanzahl (li.) und der re-
sultierendenHeizrate (re.): VersuchsreihenFO-SE-01/11/12.
hezu identischesErwärmungsverhaltenundHeizrateaufzeigen,dieVariantemit 24KFilamentenzeigt
jedoch einedeutlich reduzierteHeizrate. Somit kanndieHypothese, dassmit zunehmenderAnzahl an
FilamentendieLeitfähigkeitunddieAnzahlanKontaktierungen indenRovings steigt,nichtbestätigt
werden.Auchbei derBetrachtungder geometrischenMaße sowieder elektrischenEigenschaften einer
Faser ergibt sichkeindeutlicherUnterschied.EineweiteremöglicheUrsache für dieAbweichungkann
die Art der verwendeten Schlichte sein. Hierbei verwendet die Fa. Toray keine spezielle Schlichte für
die Fasermodifikation, dieHersteller der 12Kund 50KRovingsTohoTenax und SGLhaben in dieser
Modifikation eine für die thermoplastischeMatrix angepasste Schlichte verwendet.
Aus diesen Untersuchungen kann somit kein signifikanter Einfuss der Filamenteanzahl festgestellt
werden.WeitereUntersuchungen an trockenenGewebenkönntenhier eineAussage ermöglichen.Dies
hat jedoch für denKomplexFaser-Matrix, wie er in der Schweißoperation vorliegt, keine vollständige
Aussagekraft undwird in dieserArbeit nichtweiter betrachtet.
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