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5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX 121
3.Versuchsreihe: Einfluss der Faserarchitektur
AusdenErkenntnissenderVersuchsreihen1und2 lässt sichannehmen,dassdieVerarbeitungsartder
Fasernunddie hiermit erreichteFaserarchitektur dieErwärmung starkbeeinflussen.Daherwerden in
dieserVersuchsreihe die FaserarchitekturenGelege,Gewebe, einlagigesPreformohne Imprägnierung,
Vlies undUD-Anordnung gegenübergestellt. Die jeweilige Faserarchitektur wird in gewohnterWeise
Tabelle 5.6: In derVersuchsreihe 3 verwendeteProbematerialien.
Bezeichnung Architektur Faser Lagen-anzahl Laminat-
dicke
[mm] Faser-
Volumen-
Gehalt
[Vol.−%]
PM1 Gewebe,
Köperbin-dung 12K 7 2,2 52
PM2 Gelege, [+45°/-
45°/0°
/0°/0°/-45°/+45°] 12K 7 2 49
PM3 Vlies, mit
Vorzugs-richtung
0° Faserlänge>30mm - 3 30
PM4 UDTape 12K 1 0,2 -
PM5 Preform Gelege
ohne
Matrix, [+45°/-
45°/0°
/0°/0°/-45°/+45°] 12K 7 - -
statisch mit dem Induktor I05 erwärmt und die Temperatur an der Position T8x gemessen. Da die
Oberflächen durch die verschiedenen Architekturen stark variieren, muss in diesem Fall eine taktile
TemperaturmessungmittelsThermoelement stattfinden. In derAbbildung 5.24 sinddieTemperatur-
verläufe gegenübergestellt.Werden die Temperaturverläufe miteinander verglichen, ist zu erkennen,
dass auchhiermit zunehmenderAnzahlderFaserkreuzungspunkte einehöhereHeizrate erreichtwird.
DerTemperaturverlaufbeidemVlieswerkstoffzeigtwenigUnterschiedzumGewebe-Material.Hieraus
kann angenommenwerden, das die Faserlänge weniger Einfluss als die relative Häufigkeit der Faser-
kreuzungspunkte besitzt. Die flachereErwärmungskurve desGeleges imVergleich zumGewebe kann
auf die geringere Anzahl an Faserkreuzungspunkten zurückgeführt werden, da sich imGelege keine
Faserondulationen in z-Richtung ergeben.
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