Fertigung basaltfaserverstärkter Bauteile auf Basis duroplastischer Matrixsysteme mit aktivierbarer Adhäsion

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2-3 Tage
Autor:
Werner, Daniel
ISBN
978-3-86359-677-4
39,00 €
Inkl. 7% MwSt.
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Quick Overview

Unidirektionale bandförmige Halbzeuge auf Basis duroplastischer Matrixsysteme mit aktivierbarer Adhäsion kombinieren die werkstoffbedingten Vorteile duroplastischer und thermoplastischer Matrixsysteme. Durch Variation der Prozessparameter sind unterschiedliche Aushärtungsgrade einstellbar. Die hergestellten basaltfaserverstärkten Laminate sind im Gegensatz zu konventionellen duroplastischen Matrixsystemen in einem kombinierten Umform- und Aushärteprozess weiter verarbeitbar.

Unidirektionale bandförmige Halbzeuge auf Basis duroplastischer Matrixsysteme mit aktivierbarer Adhäsion kombinieren die werkstoffbedingten Vorteile konventioneller duroplastischer und thermoplastischer Matrixsysteme. Im Rahmen der Dissertation wird die Verarbeitbarkeit zweier basaltfaserverstärkter UD-Tapes mit epoxid- bzw. polyurethanbasiertem Matrixsystem und aktivierbarer Adhäsion im laserunterstützten Bandablageprozess nachgewiesen. Durch Variation der Prozessparameter, im Speziellen der Prozesstemperatur, kann der Vernetzungszustand der Matrixsysteme beeinflusst werden. So können bei der Verarbeitung unterschiedliche Aushärtungsgrade eingestellt werden. Diese Erkenntnisse werden zur Fertigung und Untersuchung sowohl unvernetzter als auch teilvernetzter basaltfaserverstärkter Laminate und dreidimensionaler Bauteile genutzt. Weiterhin wird nachgewiesen, dass die hergestellten BF-EP- bzw. BF-PU-Laminate im Gegensatz zu konventionellen duroplastischen Matrixsystemen in einem kombinierten Umform- und Aushärteprozess weiter verarbeitbar sind.
Zunächst werden potentielle Verarbeitungsstrategien zur Fertigung von FVK-Bauteilen hergeleitet. Hierauf aufbauend werden Möglichkeiten zur Beeinflussung des Vernetzungszustands der beiden Matrixsysteme durch den Bandablageprozess ermittelt und auf Basis der materialspezifischen Eigenschaften, insbesondere der Aushärtekinetik, diskutiert. Die Aushärtekinetik beschreibt das temperatur- und zeitabhängige Vernetzungsverhalten. Eine Beeinflussung des Vernetzungszustands durch Initiieren der Vernetzungsreaktion im Bandablageprozess ist trotz der geringen Energieeinwirkzeit möglich. Durchgeführte Prozessparameterstudien verdeutlichen, dass die Prozesstemperatur im Bandablageprozess sowohl bei der Verarbeitung des BF-EP- als auch bei der Verarbeitung des BF-PU-Tapes den größten Einfluss auf Vernetzungszustand und Festigkeit innerhalb der Fügezone aufweist. Die beschriebenen Prozessuntersuchungen basieren auf Materialuntersuchungen der für den Bandablageprozess relevanten halbzeugspezifischen Eigenschaften, u.a. optische, thermische und mechanische Eigenschaften.

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Autor Werner, Daniel
Lieferzeit 3-4 Tage
Gewicht 0.24 kg
Erscheinungsdatum 19.12.2018
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Unidirektionale bandförmige Halbzeuge auf Basis duroplastischer Matrixsysteme mit aktivierbarer Adhäsion kombinieren die werkstoffbedingten Vorteile konventioneller duroplastischer und thermoplastischer Matrixsysteme. Im Rahmen der Dissertation wird die Verarbeitbarkeit zweier basaltfaserverstärkter UD-Tapes mit epoxid- bzw. polyurethanbasiertem Matrixsystem und aktivierbarer Adhäsion im laserunterstützten Bandablageprozess nachgewiesen. Durch Variation der Prozessparameter, im Speziellen der Prozesstemperatur, kann der Vernetzungszustand der Matrixsysteme beeinflusst werden. So können bei der Verarbeitung unterschiedliche Aushärtungsgrade eingestellt werden. Diese Erkenntnisse werden zur Fertigung und Untersuchung sowohl unvernetzter als auch teilvernetzter basaltfaserverstärkter Laminate und dreidimensionaler Bauteile genutzt. Weiterhin wird nachgewiesen, dass die hergestellten BF-EP- bzw. BF-PU-Laminate im Gegensatz zu konventionellen duroplastischen Matrixsystemen in einem kombinierten Umform- und Aushärteprozess weiter verarbeitbar sind.
Zunächst werden potentielle Verarbeitungsstrategien zur Fertigung von FVK-Bauteilen hergeleitet. Hierauf aufbauend werden Möglichkeiten zur Beeinflussung des Vernetzungszustands der beiden Matrixsysteme durch den Bandablageprozess ermittelt und auf Basis der materialspezifischen Eigenschaften, insbesondere der Aushärtekinetik, diskutiert. Die Aushärtekinetik beschreibt das temperatur- und zeitabhängige Vernetzungsverhalten. Eine Beeinflussung des Vernetzungszustands durch Initiieren der Vernetzungsreaktion im Bandablageprozess ist trotz der geringen Energieeinwirkzeit möglich. Durchgeführte Prozessparameterstudien verdeutlichen, dass die Prozesstemperatur im Bandablageprozess sowohl bei der Verarbeitung des BF-EP- als auch bei der Verarbeitung des BF-PU-Tapes den größten Einfluss auf Vernetzungszustand und Festigkeit innerhalb der Fügezone aufweist. Die beschriebenen Prozessuntersuchungen basieren auf Materialuntersuchungen der für den Bandablageprozess relevanten halbzeugspezifischen Eigenschaften, u.a. optische, thermische und mechanische Eigenschaften.

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Institut für Industriekommunikation und Fachmedien (IIF) GmbH an der RWTH Aachen

Steinbachstr. 25
52074 Aachen
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