Inline-Imprägnieren und Hochtemperatur-Diaphragma-Umformen endlosfaserverstärkter Thermoplaste

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Endlosfaserverstärkte thermoplastische Kunststoffe bieten hervorragende mechanische Eigenschaften und können werkstofflich recycelt werden, ohne dass Lösungs- und Trennmittel erforderlich sind. Die Bauteilherstellung erreicht Zykluszeiten von etwa einer Minute, da keine chemischen Reaktionen wie bei Duroplasten nötig sind. Diese Vorteile sind jedoch nur nutzbar, wenn geeignete Verarbeitungsverfahren existieren, die wirtschaftliche und technologische Anforderungen erfüllen. Das Stempelumformverfahren ist ideal für die Großserienfertigung und ermöglicht die Verarbeitung nahezu aller thermoplastischen Matrizes. Das Doppel-Diaphragma-Umformverfahren (DDF) ist wirtschaftlich für kleine und mittlere Serien, hat jedoch eine Temperaturgrenze von 250 °C. Aktuell gibt es kein Verfahren, das die Vorteile beider Techniken kombiniert und eine kostengünstige Verarbeitung von faserverstärkten Hochleistungsthermoplasten in kleinen Serien, wie sie in der Luftfahrtindustrie benötigt werden, ermöglicht. Um das volle Potenzial endlosfaserverstärkter Thermoplaste auszuschöpfen, müssen Verarbeitungsverfahren die Anpassung von Material, Länge und Orientierung der Verstärkungsfasern im Bauteil erlauben. Derzeit sind Hersteller auf standardisierte Prepregs angewiesen, was das Werkstoffpotenzial einschränkt. Die Arbeit zielt darauf ab, diese Verarbeitungsbeschränkungen zu verringern und zeigt neue Prozessvarianten auf, die das Potenzial des Werkstoffs