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Experimentelle Untersuchungen zur Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen

Vortrag gehalten auf der 6. Tagung "Kunststofftrends im Automobil", 4.-5. September 2013 in Wolfsburg
 
: Mayer, Tim

2013, 25 Folien
Tagung "Kunststofftrends im Automobil" <6, 2013, Wolfsburg>
Deutsch
Vortrag
Fraunhofer IPA ()
CFK; GFK; Schnittkante; Zerspanung; Faserverbundwerkstoff (FWV); faserverstärkter Kunststoff; Fräsen; Sägen; Bohren; Wasserstrahlschneiden

Abstract
Untersuchungen und Lösungsansätze zu Fragestellungen aus der Zerspanung von faserverstärkten Kunststoffen. Vergleich der Verfahren Sägen, Fräsen und Wasserstrahlschneiden hinsichtlich der Rauigkeit der Schnittkanten.
Der heutige Markt der CFK-Anwendungen wird überwiegend durch duroplastische Matrixsysteme dominiert. Jedoch gibt es seit einigen Jahren Bestrebungen bei Applikationen mit CFK auch thermoplastische Matrixsysteme einzusetzen. Die Vorteile von Thermoplasten gegenüber derzeit eingesetzten Harzsystemen sind dabei der Verzicht auf eine langwierige und komplexe Aushärtung, welche teilweise auch mit Umweltbelastungen einhergehen. Die deutlich höhere Bruchdehnung, die geringe Dichte des Matrixmaterials und die Option durch eine erneute Erwärmung Umformprozesse zu ermöglichen sind weitere Vorteile. Auch die Möglichkeit eines stofflichen Recyclings spricht für die Verwendung von thermoplastischen Systemen. Bei der Bearbeitung der beiden Matrixsysteme in Kombination mit Kohlenstofffasern ergeben sich aufgrund ihrer Eigenschaften vereinzelt deutliche Abweichungen. Dies äußert sich zum Beispiel durch ein abweichendes Delaminationsverhalten, lokaler Übergang in den Schmelzzustand im Randbereich bei den Thermoplasten oder unterschieden im Spanverhalten der Systeme.
Diese Abweichungen sind durch die Unterschiede in den Eigenschaften der beiden Systeme bergründet, wie beispielsweise der Temperaturfestigkeit, der Zähigkeit oder dem Erweichungsverhalten.
Im Vortrag werden die grundsätzlichen Unterschiede der Matrixsysteme bei der mechanischen Bearbeitung von CFK an Hand unterschiedlicher Beispiele aufgezeigt. Hierbei werden die verschiedenen Anforderungsprofile für die Bearbeitung des jeweiligen Systems hinsichtlich der Technologie- und Werkzeug aufgezeigt und optimierte Parameterwerte extrahiert. Dies wird durch experimentelle Untersuchungen bei der bohrenden und fräsenden Bearbeitung praxisrelevanter Bauteilen realisiert. Dabei werden die Unterschiede im Hinblick auf die Oberflächenqualität, Prozessparameter, Werkzeugwahl sowie auf das Verschleißverhalten aufgezeigt, bewertet und gegenübergestellt.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-259270.html