Kunststoff 2 KuStoVA2

Lösung:

• -  Pulver-Prepregs

• -  Lösungsmittel-Prepregs

• -  Schmelze-Prepregs

• -  Film-Prepregs

• -  Textil- bzw. Hybridgarn Prepregs

• -  Unidirektionale Tape- und Tow-Prepregs (können zu flächigen Halbzeugen verarbeitet werden)

• -  Bauteilgrösse (Hauptabmessungen) und Form (1D = Profile, 2D = ebene Schale, 2.5D = gekrümmte Schalen, 3D = dickwandiges Bauteil)

• -  Bauteilkomplexität

• -  Materialauswahl und –bereitstellung

• -  Stückzahl

• -  Qualität des Produktes (Strukturelle Eigenschaften, Oberfläche, ...)

• -  Zielkosten des Produkts

Formen der Faserstruktur:

• -  Unidirektionaler Roving

• -  Wirrfaserstruktur (kontinuierlich oder

  mit Schnittfasern)

• -  Textiles Halbzeug (Gewebe, Gelege...)

• Materialien der Faserstruktur:  Glas-, Kohle-, Polymer- oder Naturfasern

Matrixsysteme: Duroplaste /Thermoplaste

Lösung:

Tailored Fibre Placement

Es ist ein Verfahren für die Produktion von Verbundstrukturen, bei dem die Kohlestofffaserbündel (Rovings) auf einem Trägermaterial entsprechend einem vorher bestimmten Optimum massgeschneidert aufgestickt werden.

Vorteile:

• -  Ablegen einzelner Rovings mit optimierter Faserorientierung

• -  Optimale Ausnutzung der Fasereigenschaften

• -  Hoch automatisierbar

  Nachteile:

• -  Fixierung jedes einzelnen Rovings mit einer Doppelstichnaht

• -  Trägermateriel vorhanden

• -  Lange Prozesszeiten

Mit thermoplastischer oder duroplastischer Matrix vorimprägnierte ebene, flächige Halbzeuge werden allgemein als Prepregs bezeichnet (preimpregnated material).

In fliessfähige und nicht fliessfähige Duroplastprepregs

Durch Lösungsmittelimprägnierung und Schmelzharzimprägnierung

Lösung:

• -  Höhere Steifigkeit als bei faserverstärkten Thermoplasten

• -  Hohe Wärmestabilität und Temperaturwechselfestigkeit

• -  «Class-A» Oberflächen möglich

• -  Integration von Verbindungselementen in einem Verarbeitungsschritt

• -  Ähnlicher Wärmeausdehnungskoeffizient wie Stahl

• -  Gute elektrische Eigenschaften

• -  Einsatz von Standardthermoplasten (günstige Rohstoffbasis)

• -  Schnelle Verarbeitbarkeit (keine chemische Reaktion)

• -  Wiederverwendbarkeit (Rezyklierbarkeit)

  Einteilung

• -  liessfähig (Glasmattenthermoplast GMT, LFT,)

• -  nicht fliessfähige (Prepregs, Organobleche)

• Eigenschaften:

• -  Durchmesser zwischen 10 und 200 μm

• -  Diskontinuierliche Fasern mit anisotropem Verhalten

• -  Niedrige thermische Belastbarkeit

• -  Hervorragende mechanisch-akustische Eigenschaften

• Arten:

• -  Flachs

• -  Hanf

• -  Jute

• -  Sisal

• -  Rovings sind Stränge von parallel nebeneinander liegenden, nicht verdrehten Spinnfäden.

• -  Filamentgarne: Durch Verdrehen der Spinnfäden

• -  Zwirn besteht aus zwei oder mehreren einfachen oder gefachten Garnen.

• -  Stapelfasern bestehen aus parallel liegenden Fasern endlicher Länge

Vliese, Gestricke, Gewebe, Gelege, Geflechte, Gewirke

Lösung:

Lösung:

Die Drapierbarkeit beschreibt wie gut sich eine textiles 2D-Halbzeug an die Formgeometrie anpassen lässt. (z.B Enge Radien erfordern eine sehr gute Drapierbarkeit des textilen 2D-Halbzeugs)

Allg. lässt sich der Begriff Permeabilität mit Durchlässigkeit übersetzen. Im Zusammenhang mit FVK beschreibt Permeabilität die Durchlässigkeit der Fasern für das Harz. Oder: Tränkbarkeit (Wie gut lässt sich das trockene Textile Halbzeug mit Harz tränken)

• -  Leinwandbindung: einfache Grundbindung, relativ steif(nicht gut drapierbar), gut dimensionsstabil

• - Köperbindung: geringere Fadenablenkung, gut drapierbar

• -  Atlasbindung (auch: Satin): Hohe Drapierbarkeit

Aufbau: organisch / anorganisch

Herstellung / Gewinnung: künstlich / natürlich

Eigenschaften: Festigkeit / Steifigkeit

- Glasfasern
- Kohlefasern
- Synthesefasern

- Naturfasern

• -  Mengenmässig wichtigste- und preisgünstigste Verstärkungsfasern

• -  Isotropes Materialverhalten der Faser

  C-GlasChemie Beständig

• D-GlasDielektrisch Hochwertig

• E-GlasElektrisch hochwertig

• M-Glas/R-GlasHochsteifes Glas
  S-Glas -> höhere Bruchfestig- und Steifigkeit

- Teuer

-  Anisotrop und elektrisch leitend

-  Für extreme Anforderungen

Wird durch Verkoken von Polyacrylnitril (PAN) hergestellt nach diesem Schema:

• -  teuer

• -  z.T. hochgradig anisotropes Verhalten

• -  für spezielle Anforderungen wie z.B. hohe Zähigkeit

• Arten:

• -  Aramid (Kevlar)

• -  Polyethilen (PE)

• -  Polyamid

• -  Polyester

• -  Hohe Duktilität

• -  Hohe Chemikalienbeständigkeit

• -  Flammwidrigkeit (selbstverlöschend)

• -  Dimensionsstabilität

• -  Niedrige elektrische und thermische Leitfähigkeit

• -  Hohe Wasseraufnahme (bis 7 Gew.-%)

• -  Schlechte Druckbelastbarkeit

• -  Geringe UV Beständigkeit

• -  Schlechte Kompatibilität mit gängigenvHarzsystemen

• -  Neg. therm. Ausdehnungskoeffizient

Lösung:

Lösung:

AusgangsmaterialFaser & Matrix Schichtweiser AufbauUnidirektional (anisotrop) oder Multidirektion (quasi Isotrop) Pressenfertig

Lösung:

Lösung:

Lösung: