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Kontinuierliche Herstellung von miniaturisierten Endlosprofilen aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen (E-Book)

ISBN: 978-3-86359-683-5

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Im Rahmen dieser Dissertation wird der miniaturisierte Pultrusionsprozess unter der Verwendung reaktiver thermoplastischer Matrixmaterialien untersucht. Mit einer neu entwickelten Anlagentechnik konnte nachgewiesen werden, dass Mikroprofile aus kohlenstoff- sowie glasfaserverstärktem Polyamid 6 mit Faservolumengehalten von über 70 % hergestellt werden können. Darüber hinaus konnte die Umformung zu komplexen Profilen wie z. B. Federelementen für den Einsatz in der Medizintechnik gezeigt werden.

Kontinuierliche Herstellung von miniaturisierten Endlosprofilen aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen (E-Book)

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Faserverstärkte Kunststoffe finden immer mehr Verbreitung in der Medizintechnik, vor allem durch ihre flexibel anpassbaren mechanischen Eigenschaften zusammen mit Röntgentransparenz und Artefaktfreiheit im Magnetresonanztomographen. Besonders zum Tragen kommen diese Eigenschaften bei Instrumenten für minimalinvasive Eingriffe oder bei Implantaten, wo durch die Reduzierung störender Artefakte bei der Bildgebung die Positioniergenauigkeit bzw. die postoperative Diagnose verbessert werden kann.
Mit Hilfe des Mikropultrusionsverfahrens konnte bereits die Herstellung von Mikroprofilen aus faserverstärkten Kunststoffen zur Anwendung in Führungsdrähten sowie Punktionsnadeln realisiert werden. Durch die Einschränkung auf duroplastische Matrixmaterialien können jedoch derzeit nur gerade Profile mit gleichbleibendem Querschnitt hergestellt werden, die nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden können. Die geometrische Komplexität der Anwendungen ist somit stark eingeschränkt.
In dieser Arbeit wird daher die kontinuierliche Herstellung miniaturisierter Faserverbundprofile aus thermoplastischen Matrixmaterialien untersucht, die eine reversible Umformung ermöglichen. Dazu wurden zunächst die nach dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Verfahren hinsichtlich ihrer Miniaturisierbarkeit evaluiert und die System- und Materialanforderungen anhand theoretischer Modelle definiert. Darauf aufbauend wurde eine Anlagentechnik zur reaktiven Pultrusion mittels in-situ polymerisierenden Monomeren entwickelt und aufgebaut. Im Rahmen umfassender Prozessuntersuchungen wurden die prozessrelevanten Einflussgrößen identifiziert und die Herstellung von Demonstratorprofilen aus kohlenstoff- sowie glasfaserverstärktem Polyamid 6 mit Durchmessern von unter 1 mm und Faservolumengehalten von über 70 % nachgewiesen. Der Pultrusionsprozess wurde vor allem hinsichtlich der erreichbaren mechanischen Eigenschaften der Profile, der Produktionsgeschwindigkeit und der Tauglichkeit für einen seriennahen Einsatz bewertet.
Darüber hinaus wurde die Weiterverarbeitung der Profile durch thermisch unterstützte Umformung untersucht. Beispielhaft wurde die Umformung von Rundprofilen zu komplexen Geometrien wie z. B. Federelementen betrachtet, zusätzlich erfolgte die Untersuchung eines kontinuierlichen querschnittsverändernden Prozesses am Beispiel der Herstellung von Rundprofilen aus rechteckigem Bandmaterial.

Zusatzinformation

Autor Brack, Alexander
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-683-5
Gewicht 0.266 kg
Erscheinungsdatum 18.01.2019
Lieferzeit 10-14 Tage
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