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Vortrag

Oberflächenvorbehandlung von FVK-Bauteilen mittels VUV-Strahlung

Mittwoch (05.07.2017)
13:20 - 13:40 Uhr
Bestandteil von:


Oberflächenvorbehandlung von FVK-Bauteilen mittels

VUV-Strahlung

Christoph Schmüser, Kira Rosanova, Christopher Dölle, Laura Schilinsky

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Bremen, Deutschland

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind als Leichtbauwerkstoff von hoher Relevanz für den Transportsektor, die Luft- und Raumfahrtindustrie, für Windkraftanlagen, im Bausektor sowie im Bereich von Sport- und Freizeitanwendungen. Für den zukünftig erwarteten verstärkten Einsatz von Faserverbundkunststoffen kommt der Optimierung der Klebprozesse, insbesondere der Oberflächenvorbehandlung eine zentrale Bedeutung zu. Das wesentliche Problem hierbei ist abhängig von der eingesetzten Kunststoffmatrix – bei duroplastischen Matrizes die Trennmittelkontamination und bei thermoplastischen, wie PP, die niedrige Oberflächenenergie. Herkömmliche Vorbehandlungsverfahren, wie das manuelle Schleifen, sollen durch energiereiche Strahlung mittels VUV-Lampen (Vakuum-Ultravioletter Spektralbereich: 100 – 200 nm) ersetzt werden. Dieser Ansatz ist berührungslos, zeichnet sich durch eine hohe Behandlungshomogenität und materialschonenden Eigenschaften aus und es werden keine weiteren Fasern freigelegt. Die Oberfläche der Thermoplasten wird durch den Einbau von Sauerstoff geeignet aktiviert, Trennmittelkontamination auf den Duroplasten werden abgereinigt bzw. modifiziert.

Vorgestellt werden Ergebnisse zu der VUV-Oberflächenaktivierung der Werkstoffe PPGF und CFK im Hinblick auf den Einbau funktioneller Gruppen, Erhöhung der Oberflächenenergie, Matrixabbau und der Haftungssteigerung von Klebverbunden. Weiterhin werden Untersuchungen zur Trennmittelbelegung und zur Trennmittelmodifizierung durch VUV-Strahlung vorgestellt. Ergänzt werden die Arbeiten durch Betrachtungen zur Prozessbeschleunigung (insbesondere Wellenlängenabhängigkeit, Einfluss eines Inertgases bzw. des Feuchtigkeitsgehalts).

Abschließend erfolgt eine Bewertung der VUV-Vorbehandlung anhand zweier konkreter Anwendungsfälle.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Christoph Schmüser
Fraunhofer IFAM Bremen
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Christopher Dölle
    Fraunhofer IFAM Bremen
  • Laura Schilinsky
    Fraunhofer IFAM Bremen
  • Dr. Kira Rosanova
    Fraunhofer IFAM Bremen