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Untersuchungen zum Anbindungsverhalten von PLA auf Aluminium im additiven Fertigungsprozess

 
: Meisberger, Mirko
: Herrmann, Hans-Georg

Saarbrücken, 2019, VI, 162 S.
Saarbrücken, Univ., Master Thesis, 2019
Deutsch
Master Thesis
Fraunhofer IZFP ()
Werkstoffverbund; PLA; Polymer

Abstract
Das Ziel dieser Arbeit ist es im additiven Fertigungsprozess eine Anbindung von PLA als Schmelzklebstoff auf Aluminium zu erzielen. Das Anbindungsverhalten eines Schmelzklebstoffs hängt maßgeblich von seinen thermischen und rheologischen Eigenschaften ab. Da es sich bei dem verwendeten Polymer um einen technischen Werkstoff handelt, dessen Eigenschaften kommerziell eingestellt werden und diese nur bedingt bekannt sind, werden die kalorischen sowie rheologischen Eigenschaften des verwendeten Polymers in Kapitel 4 mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie sowie Rheologie untersucht. Um das Anbindungsverhalten im Fertigungsprozess charakterisieren zu können muss der Prozess stabil und reproduzierbar ablaufen. Der Fertigungsprozess wird in Kapitel 5 auf seine Stabilität überprüft und mögliche Einflussfaktoren, wie Temperaturverteilung oder thermische Ausdehnung werden überprüft und gegebenenfalls korrigiert. Da die kalorischen und rheologischen Eigenschaften eines Polymers von der Temperatur abhängen, ist die Temperatur des Polymers im Fertigungsprozess eine wichtige Größe. Hierfür wird in Kapitel 6 die Thermographie als zerstörungsfreies Prüfverfahren zur in-situ Prozessüberwachung genutzt, um die lokale Temperatur des Polymers während des Fertigungsprozesses zu überprüfen. Das Anbindungsverhalten des Polymers auf dem Aluminiumhalbzeug wird ausgehend von der Struktur im Polymer-Metall-Kontakt bewertet und in Kapitel 7 mittels Mikroskopie charakterisiert. Um die Auswirkungen auf das Anbindungsverhalten in Abhängigkeit der Prozessparameter zu prüfen werden zwei Spurhöhen untersucht, sowie die Temperatur des Aluminiumsubstrats im Bereich von 150°C bis 220°C variiert. Im Rahmen dieser Arbeit wird sich auf die Anbindung von nur einer Lage des Polymers, also den Kontakt Polymer-Metall beschränkt.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-569647.html