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Vortrag

Thermoplastic Multi-Material-Nonwovens from recycled carbon fibres using wet-laying technology

Donnerstag (27.06.2019)
13:40 - 14:00 Uhr

In dieser Studie wurden mittels einer Nassvlies-Laboranlage des Fraunhofer IGCV Vlieswerkstoffe hergestellt und charakterisiert. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus einer Mischung mehrerer verstärkender Faseranteile, sowie aus thermoplastischen Fasern zusammengesetzt sind. Im Folgenden werden sie als Multi-Material-Vliese (MMV) bezeichnet. Als verstärkende Faserkomponente wurden dabei verschiedene Mischungen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Glasfasern (GF) verwendet. Die verwendeten rCF stammen aus dem Pyrolyseprozess und weisen einen Faserlängenbereich von 30-60 mm auf. Die eingesetzten GF wurden aus einem Endlos-Roving mittels Fasercutter auf eine definierte Länge von 18 mm geschnitten. Als Matrixkomponente wurden zusätzlich thermoplastische Fasern (PA6) mit einer definierten Faserlänge von 3 mm beigemischt.

Diese textilen Halbzeuge wurden in insgesamt 6 verschiedene Materialzusammensetzungen der verstärkenden Faserkomponente mit Anteilen von jeweils 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 und 0/100 (rCF-Anteil/GF-Anteil) hergestellt, wobei ein Flächengewicht von 300 g/m² für die individuellen Vlieslagen konstant gehalten wurde.

Jeweils 14 dieser Vlieslagen wurden gestapelt und mithilfe einer Heizpresse zu Plattenware konsolidiert. Anschließend wurden diese mittels nasschemischer Faservolumengehaltsbestimmung (DIN EN 2564), Schliffbild, Zugprüfung (ISO EN ISO 527-4; O°), 4-Pkt-Biegeprüfung (DIN EN ISO 14125; 0° & 90°) charakterisiert. Dabei konnte eine hohe Konsolidierungsqualität für den eingesetzten Heizpressen-Prozess nachgewiesen werden. Es konnte gezeigt werden, dass mit steigendem Anteil an recycelten Carbonfasern innerhalb des Anteils der verstärkenden Faserkomponenten die mechanischen Eigenschaften des Gesamtverbunds ansteigen. Die Charakteristik dieses Anstiegs wird genutzt, um das Performancespektrum derartiger Multi-Material-Vlieswerkstoffe zu bewerten.

 

Sprecher/Referent:
Michael Sauer
Fraunhofer IGCV
Weitere Autoren/Referenten:
  • Jonas Feil
    Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
  • Tobias Betz
    Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
  • Frank Manis
    Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.