Beitrag zur Konsolidierung von thermoplastischen Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen

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In der vorliegenden Arbeit wird das Material Polyamid 6 hinsichtlich prozessrelevanter Eigenschaften untersucht und die auftretenden Wirkmechanismen bei der Konsolidierung dargestellt. Aus den daraus resultierenden Erkenntnissen werden Anforderungen für den Prozess abgeleitet, die in Kombination mit Anforderungen aus der Industrie zu einer Prozessentwicklung führen. Auf Basis dieser Randbedingungen erfolgt die Entwicklung der strahlungsinduzierten Vakuumkonsolidierung (SVK Prozess). Dabei wird Unterdruck und Infrarotstrahlung genutzt, um das Material schonend, direkt und schnell in geschützter Atmosphäre aufzuheizen und zu verpressen. Dies ermöglicht eine schnelle und effiziente Konsolidierung, da keine hohen Metallmassen zyklisch temperiert und bewegt werden müssen. Die Einflussfaktoren auf die Aufheizzeit, die Druckverteilung und die mechanischen Kennwerte sowie den Porengehalt werden in der Arbeit untersucht und optimiert. Anknüpfend erfolgt ein Benchmark mit Laminaten aus einer isochoren Doppelbandpresse. Dieser zeigt, dass vor allem die mechanischen Biegekennwerte in Faserrichtung, der geringe Porengehalt sowie die hohe trennmittelfreie Oberflächengüte als Vorteile des neu entwickelten Verfahrens angesehen werden können.