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7 FertigungstechnischeUmsetzung
DieRealisierungdesInduktionsschweißverfahrenswirdamBeispieleinerFügeaufgabeaneinerCFRTP-
Heckklappevorgestellt undbewertet. ZweiAspekte stehenhierzu imVordergrund:Die technologische
Bewertung, die engmit der verfahrenstechnischenBewertung einhergeht, unddieWirtschaftlichkeits-
betrachtung.
7.1 Fügeaufgabe
Die Eignung des Induktionsschweißverfahrens, um in der industriellen Serienfertigung eingesetzt zu
werden, wird durch die Anwendung an einemDemonstratorbauteil verwendet. Es handelt sich hier-
bei um einemehrteiligeHeckklappenkonstruktion aus carbonfaserverstärktemPolyamid 66 (vgl. Ab-
bildung 7.1). Die Tragstruktur der Heckklappe besteht aus einem verrippten Spritzgussbauteil aus
PA66, verstärktmitKurzfasern ausCarbonfasernmit einemFaservolumenanteil >20%. ZumSchlie-
ßen der Struktur wird imWindlaufbereich ein Deckel verwendet, der ebenfalls aus PA66-CFKurz-
fasern >20Vol.-% besteht. Die Fügeaufgabe für das Induktionsschweißen beschreibt das Verbinden
des Deckels mit der Struktur um eine Hohlraumstruktur zu erzeugen.. In Abbildung 7.1 ist der Fü-
geflansch und die Zugänglichkeit der Fügebereiche dargestellt. In der folgendenAufzählung sind die
Anforderungen an die Schweißverbindung zusammengefasst:
• VollflächigeAnbindung über den gesamtenFügeflansch.
• Ausführung einer umlaufenden Schweißnaht.
• Gewährleistung einer Schweißverbindung ohne freiliegendeFasern.
• Schweißzeit<300 Sekunden.
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