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Vortrag

Einfluss des Herstellungsprozesses (Vergleich D-LFT und Mucell) geschäumter und faserverstärkter Polymersandwichstrukturen auf Faserlänge und mechanische Kennwerte

Mittwoch (05.07.2017)
13:40 - 14:00 Uhr
Bestandteil von:


Steigende Anforderungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie führen dazu, dass zunehmend versucht wird, Werkstoffe hinsichtlich ihres Leichtbaupotenzials zu optimieren. Sandwichstrukturen bestehen im Allgemeinen aus zwei Deckschichten (Übertragung/Aufnahme der Schubspannungen) und einer Kernschicht (Aufnahme der Zug/Druck/Biegebelastung sowie stoßartige und Oberflächenbelastungen) und besitzen gerade bei inhomogenen Belastungen ein hohes Leichtbaupotenzial.

Ziel ist dabei die Steigerung der mechanischen Belastbarkeit besagter Sandwichstrukturen bei Reduktion des Flächengewichts durch z.B. Faserverstärkung der Deckschichten und der Kerne. Weiterhin wird durch integrale Fertigungsverfahren die Minimierung der nötigen Prozessschritte angestrebt.

Ein Ansatz, um dieses Ziel zu erreichen, ist das „Thermoplast-Schaumspritzgießen“ (TSG) – ein spezielles Spritzgießverfahren, bei dem langglasfaserverstärkte Polymere in einem Schritt zu Sandwichaufbauten verarbeitet werden. Hierbei kann in zwei Prozessrouten, dem Direktprozess und dem Mucell Prozess, unterschieden werden. Beim Mucell Prozess werden Langglasfaserstäbchengranulate mit einem physikalischen Treibmittel in einer speziell konfigurierten Schnecke vermischt und spritzgegossen. Das Direktverfahren bietet mit der Kombination eines Extruders (Einbringung und Vermischung der Fasern, des Treibmittels und des Polymers) und eines Spritzaggregats die Möglichkeit, aus Endlosglasfaser und einem Polymer/Gas Gemisch Sandwichbauteile zu realisieren.

Dieser Beitrag untersucht den Einfluss der jeweiligen Prozessvarianten auf die Faserlänge sowie die resultierenden mechanischen Kennwerte glasfaserverstärkter und geschäumter Polypropylenplatten. Die in einem speziell dafür ausgelegten und konstruierten Spritzgießwerkzeug hergestellten Platten werden im Direktverfahren und vergleichend im Mucell Prozess angefertigt und hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften (Impact-Verhalten, Biegung) untersucht. Dabei wird der Einfluss des Herstellungsverfahrens, des Ausgangsmaterials, des Schäumgrads sowie der Spritzgießprozessparameter variiert und verglichen.

Sprecher/Referent:
Christoph Lohr
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Kay André Weidenmann
    Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Prof. Peter Elsner
    Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Andreas Menrath
    Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (ICT)