Prozessspezifische Einflussgrößen auf die Morphologie kontinuierlich faserverstärkter thermoplastischer Halbzeuge und deren Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften

Erscheinungsjahr 2024
ISBN: 978-3-8396-1961-2
Verlag: Fraunhofer Verlag

Buch, Deutsch, Band 97, 213 Seiten, Format (B × H): 148 mm x 210 mm

Reihe: Wissenschaftliche Schriftenreihe des Fraunhofer ICT

Der Einsatz faserverstärkter Thermoplaste in der Luft- und Raumfahrt bietet ein hohes Potenzial zur Reduktion des Systemgewichtes und der unmittelbar damit verbundenen Betriebskosten. Die große Herausforderung besteht hierbei in den hohen Qualitätsanforderungen an die fertigen Bauteile, den Herstellungsprozess sowie die Materialien und Halbzeuge selbst. Da die thermoplastische Matrix in den einzelnen Schritten der Prozesskette zur Bauteilherstellung mehrmals aufgeschmolzen und wieder abgekühlt wird, stellen sich die resultierenden Eigenschaften erst im finalen Schritt der Prozesskette ein. In diesem Kontext werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit zwei qualitätsrelevante Morphologiemerkmale, die Porosität und der Kristallisationsgrad, entlang einer Prozesskette auf Basis der Verarbeitung von unidirektional faserverstärkten thermoplastischen Tapes untersucht. Dabei ist es das zentrale Ziel, prozessübergreifende Parameter zu identifizieren, welche die Merkmale beeinflussen und deren Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften zu bewerten. In einem ganzheitlichen Ansatz wird dazu zunächst das Ausgangsmaterial charakterisiert. Für jedes Merkmal wird anschließend separat in den einzelnen Prozessschritten ermittelt, welche prozessspezifischen Parameter relevant sind und wie sich diese im jeweiligen Schritt auf das entsprechende Merkmal auswirken. Der Zusammenhang der Morphologiemerkmale mit den mechanischen Eigenschaften wird abschließend auf Basis einer Charakterisierung ausgewählter mechanischer Kennwerte bewertet.

Autoren/Hrsg.

Link, Tobias

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Materialwissenschaft: Verbundwerkstoffe
• Technische Wissenschaften Verkehrstechnik | Transportgewerbe Luft- und Raumfahrttechnik, Luftverkehr
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Technologie der Kunststoffe und Polymere
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Produktionstechnik Fertigungstechnik
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Materialwissenschaft: Polymerwerkstoffe