Entwicklung und Bewertung von Fügeverfahren für ETFE-Folien

Folien aus ETFE (Ethylen Tetrafluorethylen Copolymer) werden in Membrankissenkonstruktionen für den innovativen Leichtbau eingesetzt. Während des Einsatzes unterliegen die Folienkissen wechselnden mechanischen und thermischen Beanspruchungen, die das Langzeitverformungsverhalten entsprechend beeinflussen. Die Fertigung der Membrankissen erfolgt durch thermische Schweißverfahren, laseroptische Fügeverfahren befinden sich in der Entwicklungsphase. Die Material und Schweißnahtcharakterisierung erfolgt auf der Basis von uniaxialen und biaxialen Zugversuchen bei verschiedenen Temperaturen sowie unter mechanischer Wechselbelastung. Kriechversuche demonstrieren das Langzeitverformungsverhalten. Das mechanische Verhalten verschiedener Folienkissen wurde mit Hilfe von kontinuummechanischen Berechnungen und FEM-Beanspruchungsanalysen untersucht. Die Untersuchungen zeigen den Einfluss der Kissengeometrie auf die lokale Spannungsverteilung und Formstabilität im Bauteil die Belastung der Schweißnächte sowie die Auswirkung der teilweise ausgeprägten mechanischen Anisotropie der Folien.