Methodik zur Entwicklung von Hybridstrukturen auf Basis faserverstärkter Thermoplaste

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Thomas Müller

Kurzfassung

Thermoplastische Hochleistungsfaserverbunde haben sich nach ihrer Einführung in den achtziger Jahren ausschließlich in Nischenprodukten etablieren können. Ihr verstärkter Einsatz in der Gegenwart zeigt, wie durch die Weiterentwicklung angepasster Halbzeuge, konstruktiver Richtlinien und neuer Verarbeitungstechnologien innovative Anwendungsfelder geschaffen werden können. Unterstützt wird der Trend in Richtung thermoplastischer Faserverbundkunststoffe durch den hohen Bedarf an Großserienanwendungen, für die die thermoplastischen Systeme prädestiniert sind.
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik zur fertigungsgerechten Auslegung und Herstellung von Kunststoff/Faserverbundkunststoff-Hybridstrukturen auf thermoplastischer Basis vorgestellt. Die Möglichkeiten, Herausforderungen und Grenzen werden am Beispiel eines komplex geformten Demonstrators aufgezeigt. Als Fertigungstechnologie kommt das In-Mould Forming Verfahren zum Einsatz, bei dem die Formgebung beider Komponenten sowie das Fügen in einem einstufigen Prozess erfolgen.
Aufbauend auf den Stand der Technik werden die einzelnen Prozessschritte beim In-Mould Forming systematisch analysiert. Die Charakterisierung des Aufheiz- und Umformverhaltens erlaubt die Ableitung idealer Prozessparameter. Zur Vorhersage des Drapierverhaltens werden unterschiedliche Methoden vergleichend gegenübergestellt. Neben der verfahrensgerechten und topologieoptimierten Auslegung befasst sich die Arbeit mit dem Werkzeugkonzept, welches einen robusten Formgebungs- und Fügeprozess sicherstellen muss.

149 Seiten
ISBN 978-3-931864-51-4

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Lydia Lanzl, M.Sc.