Forschern gelingt Faserimprägnieren und Schäumen in einem Step

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Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westf. TH Aachen

Gelungene Sandwichherstellung

Durch optische Zellanalyse (IKV-Software Ozella) kann auch eine quantitative Aussage zur Homogenität über eine Verteilung der Porenanzahl und -größe ermittelt werden. Bild 7 zeigt die generierten Häufigkeitsverteilungen für die Zelldurchmesser an zwei ausgewählten Bereichen innerhalb zweier Proben. Insgesamt ergeben sich Zelldurchmesser für fein verteilte Schäume mit kleinen Poren und homogener Struktur zwischen 175 und 500 µm, gemessene Zelldurchmesser für gröbere Schäume beginnen etwa ab 950 µm. Die Schaumdichten liegen je nach eingesetzter Epoxidharzmasse und Treibmittelgehalt zwischen 0,53 und 0,72 g/cm³ und damit unter dem Wert des reinen Epoxidharzsystems (1,15 g/cm³).

Mikroskopie bestätigt homogene Imprägnierun

Die grundlegenden Verfahrensuntersuchungen an den EP-Schaumstrukturen mittels expandierender Mikrohohlkugeln dienen als Basis für das einzustellende Verarbeitungsfenster im Nasspressverfahren, um die prozessintegrierte Imprägnierung endlosfaserverstärkter Deckschichten zu erreichen.

Die Ergebnisse aus den Schaumversuchen wurden erfolgreich auf den Nasspressprozess zur Sandwichherstellung übertragen. Für die Sandwichherstellung wurde als Verstärkungshalbzeug, ein Glasfaser-Quadraxialgelege mit einem Flächengewicht von 960 g/m² der Saertex GmbH & Co. KG, verwendet. Dabei zeigte sich auch, dass eine Faserlage des Quadraxialgeleges nicht ausreicht, um eine Filterwirkung zwischen geschäumtem Kern und Deckschicht zu erzielen. Erst bei einer Kombination des Quadraxialgeleges mit einer zusätzlichen Glasfasergewebelage des Flächengewichts 200 g/m² (Isola GmbH) konnte die Deckschicht mit kompaktem Harz imprägniert und eine diskrete Dichteverteilung erzeugt werden. Bild 8 links stellt eine solche Sandwichprobe mit dem Hohlkugeltyp 78KD dar. Mikroskopaufnahmen (Bild 8 rechts) zeigen deutlich die Trennung zwischen Deckschicht und Schaumkern sowie die vollständig imprägnierten Faserrovings in der Deckschicht. Auch die homogene Verteilung der Mikrohohlkugeln im Kern des Bauteils ist gut zu erkennen.

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