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Vortrag

Maßgeschneiderte Hybridlaminate aus UD – Tapes - Der Weg zu kosteneffizienten und lastgerechten Thermoplast - Bauteilen

Wednesday (26.06.2019)
16:55 - 17:15 Uhr

In den letzten Jahren hat die Verwendung von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen in Anwendungsgebieten wie Luftfahrt, Automobilindustrie, Windenergie, Sportwaren und öffentlichen Transportmitteln Einzug gehalten. Thermoplast Composites finden in Form von Organoblechen aktuell Serienanwendungen als Durchladen im Kofferraum oder Türmodulen in der Automobilindustrie. Die Vorteile wie beispielsweise kurze Zykluszeiten (< 2min), die Möglichkeit zur Funktionsintegration und Recycling ebnen den Weg zur Großserienfertigung. Ein großer Nachteil von Organoblechen ist die orthotrope Ausrichtung der Verstärkung, die homogene Wandstärkenverteilung und der hohe Preis für das teure Halbzeug. Deshalb ist es unabdingbar die Entwicklung von maßgeschneiderten, effizienten und lastgerechten Laminataufbauten voranzutreiben. Halbzeuge der Wahl sind unidirektional verstärkte Tapes (UD-Tapes) auf Basis von Glas- und Kohlenstofffasern. Die Kombination der beiden Faserarten ermöglicht es, Hybridlaminate mit reduzierten Verschnitt und niedrigeren Kosten im Vergleich zu Monomaterialaufbauten auf Basis von Organoblechen herzustellen.

In dieser Arbeit wurden PP/GF – Tapes mit einem Faservolumenanteil von 44 Vol.-% (Sabic), PP/CF – Tapes mit einen Faservolumen von 50 Vol.-% (Mitsui), PA6/GF-Tapes mit einem Faservolumengehalt von 40 Vol.-% (Tencate), PA6/CF–Tapes mit einem Faservolumengehalt von 49 Vol.-% (Celanese) verwendet. Hybridlaminate wurden hinsichtlich ihrer Biegeeigenschaften untersucht. Hierfür wurde der Monomaterialaufbau im Vergleich zu Sandwichaufbauten mit kohlenstofffaserverstärkten Deckschichten verglichen. Dabei konnte ein Anstieg des Biegemoduls um 78 % im Vergleich zum Monomaterialaufbau mit derselben Lagenanzahl erzielt werden.

Weiterhin wurden die Effekte der Vorkonsolidierung der Multimaterialaufbauten auf die mechanischen Eigenschaften untersucht. Durch die Optimierung der Konsolidierungs-parameter (Druck, Temperatur, Bandgeschwindigkeit) konnte ein Anstieg von 37 % im Biegemodul bei den vorkonsolidierten Aufbauten gegenüber den Ausgangsparametern erreicht werden.

 

Sprecher/Referent:
Franz Habla
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Weitere Autoren/Referenten:
  • Michael Kropka
    Neue Materialien Bayreuth GmbH
  • Mathias Mühlbacher
    Neue Materialien Bayreuth GmbH
  • Dr. Thomas Neumeyer
    Neue Materialien Bayreuth GmbH
  • Prof. Dr. Volker Altstädt
    Universität Bayreuth