Bestimmung des Einflusses der Komprimierung thermoplastischer Schäume auf deren mechanische Eigenschaften

Motivation:

Im Spannungsfeld zwischen Leichtbau und Kreislauffähigkeit bilden selbstverstärkte (Monomaterial) Komposite eine zukunftsweisende Alternative zu konventionellen Faserverbundwerkstoffen. Grund hierfür ist deren Aufbau, da sowohl die Fasern wie auch die Matrix, als auch die Kernmaterialien aus dem gleichen Grundbaustein aufgebaut sind und somit ein werkstoffliches Recycling begünstigt wird. In den Decklagen kommen hochverstreckte Polymerfilamente als Verstärkungsfasern zum Einsatz. Ein zweites Polymerfilament des gleichen Grundpolymers, welches durch Modifikation eine geringere Schmelztemperatur aufweist, dient hierbei als einbettende Matrix. Beide Filamenttypen werden vermischt und zu einem textilen Halbzeug verwoben. Im nächsten Prozessschritt wird dieses Textil in einem vakuumbasierten Prozess zu einer monolithischen Platte konsolidiert. Der Sandwichkern wird durch einen materialgleichen Partikel- oder Extrusionsschaum gebildet. Durch einen Schmelzfügeprozess werden die Decklagen stoffschlüssig mit dem Kern verbunden und führen zu Strukturen mit sehr hohem Leichtbaupotential aus nur einem Werkstoff. Sie zeichnen sich durch hohe spezifische Biegeeigenschaften, hohe Energieabsorption, die Möglichkeit einer thermischen Umformung und nicht zuletzt durch ein vielversprechendes Recyclingpotential aus. Hierdurch ist es möglich Anwendungen im Transportwesen, bsw. Außenwände für LKW-Trailer oder Wohnmobile, im Sportbereich, bspw. Protektoren oder auch im Individualverkehr im Interieurbereich abzubilden.

Vorhabensbeschreibung:

Gegenstand der ausgeschriebenen Abschlussarbeit sind die Planung, Durchführung und Auswertung von Versuchen zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von thermoplastischen Schaumkernen in Abhängigkeit ihrer Komprimierung.

Aufgaben:

• Einarbeitung in die Thematik
• Planung und Durchführung von Versuchen
• Charakterisierung und Auswertung der Versuche
• Interpretation der Ergebnisse
• Ableiten von Handlungsempfehlungen

Fachrichtung:  Maschinenbau, Materialwissenschaften

Voraussetzungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Materialwissenschaft, Verfahrenstechnik oder Vergleichbares
• Grundkenntnisse im Bereich Faserverbundtechnologien und Polymer Engineering
• Begeisterungsfähigkeit für neue Lösungsansätze
• Gute Sprachkenntnisse in Deutsch und Englisch

Ort:  Pfinztal Berghausen  

Beginn:   ab sofort 

Kontakt:  M.Sc. Anna Krüger (anna.krueger∂ict.fraunhofer.de)