Diese Forschungsarbeit hatte die Entwicklung eines kostengünstigen Glasfaser-Thermoplast- Verbundsystems für Großserien-Leichtbauanwendungen zum Ziel. Thermoplastische FKV besitzen neben ihrem Leichtbaupotenzial und den damit verbundenen positiven Auswirkungen auf Energieeinsparung (Gesamtenergiebilanz) und Abgasreduktion weitere Vorteile: keine Verfallsdaten und damit keine limitierten Lagerzeiten wie duroplastische FKV, sauberer, arbeitshygienischer Fertigungsprozess im Vergleich zu duroplastischen FKV, kürzere Zykluszeiten bei der Herstellung im Vergleich zu Duroplasten, geringerer Energieverbrauch bei der Herstellung als Metallwerkstoffe, signifikante Gewichtsersparnis gegenüber bisher üblichen Stahl- und Aluminiumkomponenten, Korrosionsbeständigkeit, längere Produktlebensdauer als herkömmliche Metallkomponenten, insbesondere die vollständige Werkstoffrecyclingfähigkeit gestattet eine umfassende Wiederverwertbarkeit und liefert damit einen besonderen Beitrag zur Abfallvermeidung. Die grundsätzliche Eignung von thermoplastischen Matrices für hoch belastete Faserverbundstrukturen konnte bereits im vorangegangenen Projekt nachgewiesen werden. Im aktuellen Projekt wurde der Schwerpunkt auf eine Weiterentwicklung dieser Verbundsysteme und des für Thermoplastmatrices angepassten Fertigungskonzepts gesetzt. Insbesondere stand eine strikte Kostenfokussierung sowohl bei der Werkstoffauswahl, als auch bei dem für jeden Werkstoff neu zu entwickelnden, zumindest aber anzupassenden Herstellprozess, im Vordergrund. Weiterhin sollten durch eine gezielte Modifizierung mittels Nanopartikel oder sonstiger Additive preiswerte Standard-Polymere derart modifiziert werden, dass insbesondere deren thermische Eigenschaften den Anforderungen in der Verkehrstechnik gerecht werden. Für die Einsetzbarkeit von Thermoplasten als Matrixwerkstoff unter hohen thermischen und mechanischen Beanspruchungen sind die folgenden Matrixeigenschaften ausschlaggebend: ausreichend hoher E-Modul unter maximaler Einsatztemperatur, um eine ausreichende Stützwirkung der Fasern bei faserparallelem Druck sicherzustellen, hohe Grenzflächenfestigkeit zwischen Faser und Matrix, hohe Matrixfestigkeit, ausreichende Medienbeständigkeit. Von verarbeitungstechnischer Seite werden zudem gefordert: eine niedrige Schmelzeviskosität und hohe thermische Stabilität.
Technische Thermoplaste mit nanotechnologisch verbesserten Prozesseigenschaften als Matrixwerkstoffe für hochbelastete, dickwandige FKV Strukturbauteile. Abschlussbericht
2011
17 Seiten, 8 Bilder, 5 Tabellen, 5 Quellen
Report
Deutsch
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