IGF-Nr.: 18.702N / Wirksame Faserverstärkung in der Schweißnaht beim Schweißen von faserverstärkten Kunststoffen

Produktinformationen

Aus unterschiedlichen Motiven wie die Senkung der Energiekosten bei Transportmittel und -güter haben sie faserverstärkte Kunststoffe (FVK) bereits in der Luft- und Raumfahrt etabliert und halten in immer mehr Bereiche Einzug. Im Gegensatz zu duroplastischen FVK können thermoplastische FVK (TP-FVK) geschweißt werden. Dabei kommt es aufgrund der auftretenden Strömung zu einer Umorientierung der Vorfaserorientierung in der Schweißnaht, die gleichbedeutend mit einer geringeren Schweißnahtfestigkeit ist. Um die Schweißnahtfestigkeiten zu erhöhen, müssen die Fasern in der Schweißnaht in Belastungsrichtung ausgerichtet sein.
Im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes soll eine innovative Prozessführung entwickelt werden, durch die die Schweißfaktoren von TP-FVK in den Bereich von unverstärkten TP vorstoßen. Zu diesem Zweck wird eine ausführliche Untersuchung der auftretenden Strömung sowie deren Einfluss auf unterschiedliche Vorfaserorientierung theoretisch und praktisch untersucht. Durch die Kenntnis über die Auswirkung unterschiedlicher Parametereinstellungen auf die Strömung und damit die Faserbewegung und -orientierung wird eine Prozessführung entwickelt, die eine wirksame Faserverstärkung in der Schweißnaht realisiert. Ein besonderer Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf dem Infrarotschweißen von PP-LGF, da es hier zu einem Aufstellen der Fasern durch die IR-Erwärmung kommt (Voruntersuchung).
Als Ergebnis des Vorhabens werden Parametereinstellung und -führung für das Vibrations-, Heizelement- und Infrarotschweißen von TP-FVK herausgestellt. Damit können die hohen Leichtbaukennwerte des TP-FVK, besonders der langfaserverstärkten Thermoplaste, voll ausgenutzt werden und die TP-FVK-Bauteile durch dünnere Schweißnäht gefügt werden. Neben der Materialeinsparung verringert sich die Zykluszeit bei der Herstellung der Fügepartner und der Konstrukteur erhält eine höhere Designfreiheit, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Konkurrenten gesteigert wird.

ISBN

978-3-96870-362-6

Reihe

DVS Forschungsvereinigung,

Band

Band: 363

Erscheinungsdatum

Dezember 2017

Bindung

E-Book im PDF Format

Seiten

188