Hintergrund
Innovative Leichtbaulösungen auf Kunststoffbasis haben in den letzten Jahren zu ökonomisch und ökologisch effizienteren Automobilen geführt. In Kombination mit Verstärkungsfasern kann das mechanische Eigenschaftsniveau von Kunststoffen beträchtlich erhöht werden. Ein gezielter Einsatz von Verstärkungsfasern in den hochbelasteten Bereichen eines Bauteils kann dabei sowohl Gewicht als auch Kosten sparen. Gewickelte Endlosfaserstruktururen basierend auf Hybrid-Rovings bilden hierfür eine ideale Voraussetzung auch dreidimensionale Verstärkungsskelette für hochbelastete Strukturbauteile zu realisieren.
Inhalt
Für lokale Endlosfaserstrukturen in Strukturbauteilen werden im Rahmen dieser Arbeit thermoplastische Hybrid-Rovings in verschiedenen Materialkombinationen verarbeitet. Dazu werden Hybrid-Rovings, bestehend aus Polymerfaser + Verstärkungsfaser (Glas/Carbon) durch eine Heizstrecke gezogen und anschließend mithilfe eines KUKA 6-Achs Roboters automatisiert zu Schlaufenstrukturen gewickelt. Diese Einleger werden in einem weiteren Prozessschritt mit Kunststoffmatrix im Spritzgussprozess umspritzt. Ziel der Arbeit ist das experimentelle Herausfinden geeigneter „Prozessfenster“ zur Verarbeitung unterschiedlicher Hybrid-Rovings als Endlosfasereinleger im Spritzguss sowie deren mechanische Charakterisierung.
Aufgabenstellung
- Einarbeitung in den Themenbereich Faserverbundwerkstoffe und die derzeitige Verarbeitungs- und Technologiesituation
- Recherche über bereits existierende Ansätze zum Wickeln von Hybrid-Rovings
- Versuchsplanung
- Experimentelle Prozessparameterstudie zur Verarbeitung verschiedener Materialsysteme
- Mechanische Charakterisierung von umspritzten Einlegern und deren Bewertung
Voraussetzungen: Grundkenntnisse an Faserverbundwerkstoffen, Selbstständigkeit, Eigeninitiative
Themengebiet: Faserverbundwerkstoffe (FVW)
Beginn: ab sofort
Kontakt: Björn beck
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
0721-4640-593
bjoern.beck@ict.fraunhofer.de
