Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehung integral im Hochdruckverfahren gefertigter, langglasfaserverstärkter Polymerschaumsandwichbauteile

Christoph Lohr
2019
Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wird das Themenfeld der (langglasfaserverstärkten), thermoplastischen Integralsandwichbauteile betrachtet, die durch Schaumspritzgießen mit Präzisionsöffnungshub ("De-kompressionshub") hergestellt werden. Neben den unverstärkt geschäumten Polymersandwichbauteilen werden das erzielbare Leichtbaupotential der beiden Prozessvarianten "MuCell" und "D-LFT-TSG" zur Fertigung von langglasfaserverstärkten Integralschaumbauteilen aus PP und PA6 untersucht. Das
more » ... MuCell" Verfahren basiert dabei auf kommerziell verfügbaren, langglasfaserverstärkten Stäbchengranulaten, die plastifiziert und mit Gas beladen werden. Bei dem Direkt-Langglasfaser-Thermoplastschaumspritzgießen (D-LFT-TSG) werden im Gegensatz dazu Endlosglasfasern, Polymer und Gas in einem Extruder compoundiert und direkt an eine Spritzeinheit überführt. So kann die Zusammensetzung individuell eingestellt werden und es kann so auch auf weniger kommerziell übliche Polymersysteme (rPP/GF und PPS/GF) zur Betrachtung des Leichtbaupotential zurückgegriffen werden. Durch diesen Prozessvergleich, die Variation der Prozessparameter in einem weiten Prozessfenster für PA6 und PP und einer Untersuchung der rheologi-schen Eigenschaften von PP/LGF gewährt diese Arbeit einen umfangreichen wissenschftlichen Einblick in die unterschiedlichen Prozesstechniken. Mittels intensiver Strukturanalyse durch REM-/Schliffaufnahmen, Faserlängenana-lyse und CT Bildern werden für die Materialklasse der integral gefertigten, langglasfaserverstärkten Polymersandwichbauteil ein tiefgehendes Verständnis der Auswirkungen der Prozessführung auf die Strukturausbildung erarbeitet. Abschließend werden mechanische Untersuchungen gezeigt, um ein komplet-tes, durchgehendes und tiefgreifendes Verständnis vom Prozess - über die Struktur - hin zu den Eigenschaften von langglasfaserverstärkter, thermoplastischen Integralschaumbauteilen zu erhalten.
doi:10.5445/ir/1000089654 fatcat:cfzfrq4xebe3hi4n5kv4zvpsau