Zur rationellen Herstellung dickwandiger, endlosfaserverstärkter Thermoplast-Hohlstrukturen

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Endlosfaserverstärkte Hohlprofile aus Thermoplasten sind ideal für den Leichtbau und recycelbar. Für Hochleistungsanwendungen sind jedoch große Wanddicken erforderlich, was die wirtschaftliche Herstellung erschwert. Das volle Potenzial der Endlosfasern wird nur erreicht, wenn sie ohne Ondulationen vorliegen. Daher sollte bei der Herstellung von Hohlprofilen Innendruck als Kompaktierungsrichtung eingesetzt werden, um die Fasern zu glätten. Zwei wirtschaftliche Verfahren, das „Konus Innendruck Formen“ (KIF) und das „Internal Pressure Forming by Injection“ (IFI), nutzen Innendruck. Das KIF-Verfahren verwendet Presstechnik, bei der ein konischer Kern in eine temperierte Kavität eingeführt wird, um das Profil zu formen, während Klemmmechanismen eine Faserumorientierung verhindern. Das IFI-Verfahren beruht auf Spritzgießen, wobei der Innendruck durch gezieltes Anspritzen eines Liners erzeugt wird, der auch als Funktionsschicht im Bauteil dienen kann. Bei partieller und strukturierter Wicklung eines Hohlkörpers entsteht eine Gitterstruktur. Es werden Methoden zur Herstellung vorgestellt, und die Auswirkungen partieller Faserverstärkung auf Versagensart und -höhe bei Torsion und Innendruck werden durch Finite Elemente Berechnungen ermittelt und experimentell validiert.