Institut für Werkstofftechnik Kunststofftechnik Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim Verstärken von Kunststoffen Kapitel 4: Urformverfahren 4.4 Herstellung von Verbundwerkstoffen 4.4.1 Übersicht über Anwendungsfälle und verwendete Materialien (Matrix und Faser) 4.4.2 Handlaminieren (Verfahrensablauf und Anwendungsfälle) 4.4.3 Tapelegen (Verfahrensablauf und Anwendungsfälle) 4.4.4 Faserwickeln (Verfahrensablauf und Anwendungsfälle) 4.4.5 RTM (Verfahrensablauf und Anwendungsfälle) 4.4.6 SMC (Verfahrensablauf und Anwendungsfälle) Institut für Werkstofftechnik, Kunststofftechnik, Universität Kassel
Institut für Werkstofftechnik Kunststofftechnik Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim Verstärken von Kunststoffen 4.4 Herstellung von Verbundwerkstoffen
Verbundwerkstoff vs. Werkstoffverbund Quelle: W. Seidel Werkstofftechnik
Werkstoffverbunde Quelle: www.rauschert.de
Quelle: Kläger-Plastik Verbundwerkstoffe
Wie werden Faserverbundwerkstoffe hergestellt? Quelle: DLR
Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen Quelle: DLR
Materialien Verbundwerkstoff Faser Matrix künstliche Fasern natürliche Fasern Duroplast Thermoplast Glasfasern Kohlefasern Basalt Aramidfasern Hanffasern Jutefasern Cellulosefasern Flachs Holz... Epoxidharz Polyesterharz Vinylester Phenolharz Melaminharz PE PP PA PS PC
Welche Faserformen werden angeboten? Kurzfasern L = 0,1 bis 1 mm Spritzguss und Extrusion von Thermoplasten Langfasern L = 1 bis 50 mm bis ca. 7mm noch Spritzguss und Extrusion Pressverfahren Verstärkungsfasern für Duroplaste Endlosfasern L > 50mm - l/d Gewebe und Vliesstoffe für Pressverfahren, Harzinjektion, Handlaminieren, Wickeln etc. Quelle: Helmut Schürmann Konstruieren mit Faser-Kunststoff Verbunden Springer-Verlag, Berlin, 2007
Faserhalbzeuge
Institut für Werkstofftechnik Kunststofftechnik Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim Verstärken von Kunststoffen Anwendungsbeispiele
Anwendungsbeispiele Bond-laminates.de Enercon.de Borealis.com lightweight-design.de Bavaria-yachtbau.com Airbus.com
Sportartikel Quellen: www.bond laminates.de www.spin-system.de www.golf-pro.de
Fahrradteile www.spin-system.de
Medizintechnik
Naturfaserverstärkte Kunststoffe
Faserverbundwerkstoffe im Flugzeugbau
SLR McLaren Quelle: www.focus.de
Corvette C6 mit einer Karosserie aus Glasfaserverstärktem Kunststoff
Faserverbundwerkstoffe im Automobilbau
BMW M3 mit Dach aus Kohlefaserverstärktem Kunststoff Quelle: www.bmw.de
www.leightweight-design.de Monocoque für Lamborghini
Naturfasern in Serie
Institut für Werkstofftechnik Kunststofftechnik Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim Verarbeitungsverfahren Duroplast Thermoplast Handlaminieren Tapelegen Pressverfahren Faserwickeln RTM SMC/BMC Spritzguss GMT Pressverfahren
Fertigungstechnologien Quelle: Voith materials
4.4.2 Handlaminieren Auftragen von Trennmittel auf die Negativform ggf. Auftragen eines Farblacks Laminieren mit duroplastischem Kunststoff Einlegen des Gewebes Harzauftrag mit Laminierrolle nachfolgende Gewebelagen werden schichtweise naß-in-naß aufgebracht Drucklose Aushärtung bei Raumtemperatur oder unter Druck
4.4.3 Tapelegen Ipt.fraunhofer.de
Tapelegen
Tapelegen
Video: Tapelegen
4.4.4 Faserwickeln Wickelverfahren nach dem Dreibankprinzip
Video Faserwickeln
Klöppelflechtmaschine
Video: Klöppelflechtmaschine
4.4.5 RTM Resin Transfer Molding (Verfahrensablauf und Anwendungsfälle)
Halbzeug einlegen Harzinjektion Bauteil entformen und Werkzeug abkühlen Aushärtung Harzinjektion
4.4.6 SMC (Sheet Molding Compound) Verfahrensablauf und Anwendungsfälle Anlage zur Herstellung von SMC Material als Halbzeug für die Automobilindustrie
Sheet Molding Compound
Video SMC
Faserspritzen
Video: Faserspritzen