Verfahrensentwicklung für lang- und endlosfaserverstärkte thermoplastische Sandwich-Bauteile mit geschlossenem Werkstoff-Kreislauf

Thermoplastische Sandwich-Strukturen mit einer glasgewebeverstärkten Deckschicht und einer langfaserverstärkten Kernschicht zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit aus. Ein großserientechnischer Einsatz neuer Werkstoffe in semi-strukturellen oder strukturellen Anwendungen, erfordert vor dem Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz jedoch die nachhaltige Wieder- und Weiterverarbeitung der Produktionsreststoffe sowie der Ausschuß- und Altbauteile. Die vorliegende Arbeit bewertet unterschiedliche Zerkleinerungsverfahren für glasgewebeverstärkte Thermoplaste vor dem Hintergrund des Einsatzes als langfaserverstärkte Thermoplaste sowie in der Kernschicht von Sand-wichstrukturen direkt beim Verarbeiter. Das Abmischen der Rezyklatfrak-tionen mit additiviertem Matrixmaterial ermöglicht den Einsatz auf hohem mechanischen Eigenschaftsniveau bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion. Das Direktformgebungsverfahren für thermoplastische faserverstärkte Sandwich-Strukturen ist eine Kombination aus Thermoformen der gewebeverstärkten Deckschichten und Fließpressen der langfaserverstärkten Kernschicht in einen Verarbeitungsschritt. Die gezielte Nutzung fließbedingter Wechselwirkungen bei der Formgebung führt zu einem falten- und penetrationsfreien Bauteil und ermöglicht gezielte Wanddickenvariationen. Die Arbeit behandelt die Entwicklung einer geeigneter Werkzeug- und Spannrahmentechnologie und zeigt die Möglichkeit einer automatisierten Bauteilfertigung auf.