Untersuchungen zum Spaltimprägnierverfahren für die großserientaugliche Fertigung von Strukturbauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen

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Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) mit kraftflussorientierten Verstärkungsfasern bieten hohe mechanische Eigenschaften, jedoch sind die Fertigungskosten und Taktzeiten oft hoch. Die vorgestellte Verfahrens- und Anlagentechnik für das Spaltimprägnierverfahren ermöglicht Taktzeiten von etwa 6 Minuten durch schnelle Imprägnierung und ein hoch reaktives Harzsystem mit kurzen Aushärtezeiten. Formfüllstudien an monolithischen und gekrümmten Sandwichbauteilen zeigen den Einfluss der Fließspalthöhe, Preformeigenschaften und Angussgestaltung auf die Fließfrontausbreitung. Fertigungsstudien mit heiß härtenden Epoxidharzen und verschiedenen Laborwerkzeugen unterstützen die Auswahl des geeigneten Preformingverfahrens zur Fixierung der Verstärkungstextilien. Preforms mit Glas- und Kohlenstofffasern werden unter Verwendung eines thermoplastischen Bindervlieses aufgebaut und imprägniert. Neben ebenen Bauteilen wird auch die Fertigung von gekrümmten Sandwichbauteilen untersucht. Ein neues Messsystem ermöglicht die kontinuierliche Messung des Grads der Imprägnierung an Glasfaserpreforms. Auf Basis dieser Ergebnisse wird eine neue Anlagen- und Werkzeugtechnik entwickelt, die eine wissenschaftliche Analyse des Verfahrens bei großserientauglichen Taktzeiten ermöglicht. Die Anlage kann monolithische und Sandwichbauteile mit maximalen Abmessungen von ca. 1,5 x 1,5 m² fertigen, wobei monolithische Bauteile in Taktzeiten von 360 s hergestellt werden k