Individualisierte Formgebung papierbasierter Halbzeuge

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Die vorliegende Arbeit gliedert sich in drei Abschnitte: die Erweiterung des Materialverständnisses, die inkrementelle Formgebung papierbasierter Halbzeuge und die Entwicklung sowie Charakterisierung papierbasierter Sandwichbleche. Ziel ist es, die Einsatzmöglichkeiten von Papierbauteilen durch ein vertieftes Material- und Prozessverständnis zu erweitern und somit einen nachhaltigen Beitrag zur Reduzierung erdölbasierter Produkte zu leisten. Zur Erweiterung des Materialverständnisses werden Zug- und Tiefungsversuche bei unterschiedlichen Feuchtegehalten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass ein spezifischer, optimaler Feuchtegehalt in Abhängigkeit vom Spannungszustand existiert, wobei die höchsten Dehnungen im Zugversuch bei 20 % und im Tiefungsversuch bei 10 % liegen. Die Interaktion des Fasernetzwerks unter biaxialer Belastung beeinflusst die mechanischen Eigenschaften. Eine vorgelagerte Komprimierung erhöht die ertragbaren Dehnungen und reduziert die Rückfederung. Bei nicht befeuchtetem Papier kann die Bruchdehnung um bis zu 75 % steigen. Zudem wird eine Gegendruckeinheit in den Versuchsstand zur inkrementellen Umformung integriert, um das Papier während des Prozesses zu komprimieren. Die Kontaktbedingungen zwischen Papier und Umformwerkzeug sind entscheidend für das Umformergebnis. Untersuchungen an papierbasierten Sandwichblechen zeigen, dass diese bei Druckbelastung, insbesondere bei höheren Temperaturen, Vorteile ge