Dünnschichtlaminate aus textilverstärktem FKV

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Die theoretischen Dicken der im näheren beschriebenen orthogonal verstärkten OLU-Preg-Composites lassen sich auf Grundlage der proportionalen Komponentenanteile kalkulieren. Je geringer die Abweichung zwischen theoretischer und praktischer Materialdicke sein wird, um so mehr kann auf eine gute Durchdringung der Verstärkungsfasern mit der Matrix geschlossen werden. Diese Form der Gegenüberstellung erlaubt eine orientierende Abschätzung der erreichten Verarbeitungsgüte im Faser-Kunststoff-Verbund, auch wenn hierbei der Einfluss einer festzustellenden geringfügigen Schwindung von Matrixkomponenten insbesondere an den Plattenoberflächen vernachlässigt wird. Der Imprägnierungsgrad der mikrostrukturellen Verstärkungsfasern steht verarbeitungstechnisch mit der verbundspezifischen Zielgröße Faservolumengehalt in Verbindung und ist damit unter anderem von Porosität und Permeabilität der Verstärkungsstruktur abhängig. Die dabei angenommene Gleichverteilung der Verbundkomponenten wird im textilen Herstellungsverfahren von den makrostrukturellen Parametern Rovingfeinheit und Legungsdichte der Rovings beeinflusst. Im Falle einer beidseitigen Umschließung mit den Matrixanteilen im textilbasierten Halbzeug zeichnen sich OLU-Preg-Composites durch glatte Oberflächen aus. Der speziell gewählte Gelegeaufbau mit seinen eben ausgerichteten, direkt orientierten Verstärkungsstrukturen führt zum vollflächigen, gleichmäßigen Verschmelzen der Matrixkomponente. Ein vertikales Durchbrechen der Verstärkungsfasern an den Oberflächen und die damit verbundene Entstehung von Kratern werden durch die in vertikaler Richtung ondulationsfreien Faserverläufe vermieden.

Herstellung von thermoplastischen Dünnschichtlaminaten

Für die Polypropylen-Glasfaser-OLU-Preg-Composites als 0°-90°-Double-Layer mit FVG von 40 % ergeben sich in der einfachen Materialschichtung:

• 0,2 mm Materialdicke bei Rovingfeinheit 150 tex,

• 0,4 mm Materialdicke bei Rovingfeinheit 300 tex,

• 0,8 mm Materialdicke bei Rovingfeinheit 600 tex

Die praktisch erzielten Dicken der Verbundwerkstoffe zeigen eine gute Übereinstimmung mit den theoretisch ermittelten Werten, die aus der Annahme einer vollständig lunker- und bläschenfreien kompakten Anhäufung der Verbundkomponenten resultiert. So ist festzustellen, dass bei gleichen Faservolumengehalten von 40 % und gleicher Legungsdichte von etwa 5 Rovings/cm die Abweichungen der Nenndicken von den theoretischen Materialdicken äußerst gering sind. Unter Verwendung von 150 tex oder 300 tex feinen GF-Rovings sind die Abweichungen kleiner 1 %, während sie bei 600 tex feinen Rovings lediglich bei 2 % liegen. Mit den so gewählten Legungsdichten wurden unter Verwendung der niedrigeren Rovingfeinheiten jeweils bessere Matrixdurchdringungen in Korrelation mit höheren mechanischen Kennwerten erzielt.

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