ISBN 978-3-8439-3182-3

978-3-8439-3182-3, Reihe Ingenieurwissenschaften

Daniel Häffelin
Verfahren zur Integration von Folien in den RTM-Prozess (resin transfer molding) für endlosfaserverstärkte Schalenteile (Band 31)

214 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2017), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Faserverbundwerkstoffe zeigen ein Leichtbaupotential auf, das die Transportindustrie wirtschaftlich nutzen möchte. Kosten- und Produktionshürden begrenzen jedoch ihren gegenwärtigen Masseneinsatz. Homogene, gasdichte und duktile Werkstoffhalbzeuge, wie thermoplastische Folien weisen eine vergleichsweise hohe Massentauglichkeit auf und werden in zahlreichen Industriesegmenten zur Handhabung von Gütern ohne feste Oberfläche oder zur Oberflächenveredelung eingesetzt. Vorliegende Arbeit verfolgt den Grundgedanken, das Leichtbaupotential von Faserverbundwerkstoffen mit der Massentauglichkeit thermoplastischer Folien zu kombinieren, um die Potentiale der Materialklasse für zusätzliche Anwendungen zugänglich zu machen.

Der gewählte Lösungsansatz basiert auf der gemeinsamen Drapierung des Fasermaterials mit der Folienformung im Injektionsgesenk. In einer frühen Phase der Produktion umhüllt die Folie das trockene Fasermaterial. Beides bildet somit ein ebenes Zwischenprodukt. Dieses wird umgeformt, zwischen die Folien wird eine duroplastische Matrix injiziert und die Folie in deren Härtungsprozess dauerhaft angebunden. Die Folie verbleibt auf der Außenseite des Bauteils und führt in funktionalisierter Form zum gesteigerten Gebrauchswert.

In experimentellen Untersuchungen werden notwendige Einzellösungen wie gemeinsame Matrixverarbeitung, Folienformung, Faserdrapierung, Folienanhaftung und das daraus resultierende Leichtbaupotential erarbeitet. Diese Einzellösungen werden zur Prozesskette verknüpft. Diese Prozesskette wird an einem automobilen Exterieurbauteil umgesetzt, ein Demonstrator gefertigt und seine Oberflächeneigenschaften untersucht. Eine Betrachtung der gesteigerten Gebrauchsfertigkeit hinsichtlich einer Oberflächenveredelung derart gefertigter Schalenteile findet auf Basis der entwickelten Gesamtprozesskette statt.