Deringer, Tim
Methodik zur integrativen Kombination duroplastischer Formmassen und Prepregs im Spritzgießverfahren
Tim Deringer
Vorimprägnierte flächige Halbzeuge auf Basis endlosfaserverstärkter Duroplaste bieten durch ihre vorteilhaften gewichtsbezogenen Eigenschaften und die spezifischen Eigenschaften ihrer Matrix, wie z. B. Temperaturbeständigkeit oder Notlaufeigenschaften, ein großes Potenzial für Leichtbau in anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie der Luftfahrt. Aufgrund des zunehmenden Bedarfs einer zeitgleichen Funktionalisierung oder Erhöhung der Geometriekomplexität von solchen Komponenten sind vor allem integrative Fertigungsverfahren als Schlüssel zur effizienten und wirtschaftlichen Fertigung zu sehen. Durch die integrative Fertigung werden unterschiedliche Werkstoffe mit differenzierten spezifischen Eigenschaften in einem Prozessschritt kombiniert und als ein Bauteil bzw. Hybridbauteil entformt. Die große Schwachstelle eines solchen Hybridbauteils bildet jedoch die Grenzfläche zwischen den kombinierten Werkstoffen. Damit hängt der Erfolg eines integrativen Fertigungsverfahrens für Duroplaste maßgeblich von der Realisierung einer belastbaren Grenzfläche ab, wobei die Werkstoffeigenschaften der Einzelkomponenten nicht geschwächt werden dürfen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neuartige Methodik zur integrativen Kombination von duroplastischen Formmassen und duroplastischen Prepregs im unvernetzten Zustand mittels Duroplast- Spritzgießverfahren aufgezeigt. Neben der charakteristischen Grenzflächenentstehung werden die Zusammenhänge zwischen dominierenden Prozesseinflüssen und resultierenden Bauteileigenschaften identifiziert sowie zugrundeliegende Ursachen beleuchtet. Hierfür werden sowohl ausgewählte werkstoffliche als auch prozesstechnische Parameter in Labor- und Verarbeitungsversuchen variiert, analysiert und verknüpft. Zudem werden dominierende Adhäsionsmechanismen und zugehörige charakteristische Versagensverhalten analytisch beschrieben und evaluiert. Auf Basis der Ergebnisse werden Richtlinien für ein stabiles Prozessfenster und Empfehlungen für die Bauteilauslegung des neuartigen integrativen Verfahrens abgeleitet. Diese bilden einen weitreichenden Beitrag für eine potenzielle Weiterentwicklung des Verfahrens bis hin zu Serienreife.
Seiten: 145
ISBN: –