Aktualisiert: 2023-07-02
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Entwicklung einer ganzheitlichen Methode zur Bestimmung des dehnratenabhängigen Verhaltens faserverstärkter Kunststoffe
Schlüsselwort: Epoxidharz
Entwicklung einer ganzheitlichen Methode zur Bestimmung des dehnratenabhängigen Verhaltens faserverstärkter Kunststoffe
Entwicklung einer ganzheitlichen Methode zur Bestimmung des dehnratenabhängigen Verhaltens faserverstärkter Kunststoffe
Einstufige Herstellung endlosfaserverstärkter Sandwichbauteile
Um das Gewicht eines faserverstärkten Kunststoffbauteils (FVK) noch weiter zu reduzieren, können Schaumkerne integriert und auf diese Weise ein Sandwich erzeugt werden. Bei der Verwendung von Polymerschäumen als Kernmaterial kann deren notwendige Vorkonfektionierung hohe Fertigungskosten verursachen. Innerhalb dieser Arbeit wird daher ein einstufiges Verfahren entwickelt, indem ein syntaktisches Schaumsystem basierend auf Epoxidharz (EP) als Matrixwerkstoff und expandierenden Mikrohohlkugeln als Treibmittel verwendet wird. Dadurch ist es möglich, die Schaumstruktur prozessintegriert mit der Imprägnierung endlosfaserverstärkter Deckschichten zu erzeugen. Nach Anpassung der Werkzeugtechnologie, die eine Aufschäumung und eine Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit dem Epoxidschaumsystem ermöglicht, erfolgt anschließend die Quantifizierung der Zusammenhänge zwischen den bedeutenden Material- und Prozessparametern und den resultierenden Bauteileigenschaften für die hergestellten FVK-Sandwichbauteile.
Die Untersuchungen zeigen, dass insbesondere eine kritische Masse an EP-Mikrohohlkugelgemisch existiert, mit der neben einer Massereduktion gleichzeitig eine homogene Schaumstruktur sowie eine vollständige Imprägnierung der Deckschichten durch den Expansionsdruck während der integrierten Schaumerzeugung mit einem hohen Faservolumengehalt erzeugt werden kann. Gleichzeitig werden hohe Schubeigenschaften der Sandwichbauteile identifiziert sowie durch die Verwendung optimierter Prozessparameter die Dichte weiter reduziert.
Zusammenfassend wird durch die kontrollierte Aufschäumung erstmals prozessintegriert eine vollständige Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit einer porenfreien Oberfläche erreicht, ohne dass geschäumtes Epoxidharz in die Deckschichten eindringt. Durch den Verzicht auf konventionelle Blockschäume und der damit verbundenen Kostenreduktion durch Materialeinsparung und Prozessschrittreduktion bietet die einstufige Sandwichherstellung auch wirtschaftlich einen erkennbaren Vorteil gegenüber vergleichenden Sandwichprozessen.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Einstufige Herstellung endlosfaserverstärkter Sandwichbauteile
Um das Gewicht eines faserverstärkten Kunststoffbauteils (FVK) noch weiter zu reduzieren, können Schaumkerne integriert und auf diese Weise ein Sandwich erzeugt werden. Bei der Verwendung von Polymerschäumen als Kernmaterial kann deren notwendige Vorkonfektionierung hohe Fertigungskosten verursachen. Innerhalb dieser Arbeit wird daher ein einstufiges Verfahren entwickelt, indem ein syntaktisches Schaumsystem basierend auf Epoxidharz (EP) als Matrixwerkstoff und expandierenden Mikrohohlkugeln als Treibmittel verwendet wird. Dadurch ist es möglich, die Schaumstruktur prozessintegriert mit der Imprägnierung endlosfaserverstärkter Deckschichten zu erzeugen. Nach Anpassung der Werkzeugtechnologie, die eine Aufschäumung und eine Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit dem Epoxidschaumsystem ermöglicht, erfolgt anschließend die Quantifizierung der Zusammenhänge zwischen den bedeutenden Material- und Prozessparametern und den resultierenden Bauteileigenschaften für die hergestellten FVK-Sandwichbauteile.
Die Untersuchungen zeigen, dass insbesondere eine kritische Masse an EP-Mikrohohlkugelgemisch existiert, mit der neben einer Massereduktion gleichzeitig eine homogene Schaumstruktur sowie eine vollständige Imprägnierung der Deckschichten durch den Expansionsdruck während der integrierten Schaumerzeugung mit einem hohen Faservolumengehalt erzeugt werden kann. Gleichzeitig werden hohe Schubeigenschaften der Sandwichbauteile identifiziert sowie durch die Verwendung optimierter Prozessparameter die Dichte weiter reduziert.
Zusammenfassend wird durch die kontrollierte Aufschäumung erstmals prozessintegriert eine vollständige Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit einer porenfreien Oberfläche erreicht, ohne dass geschäumtes Epoxidharz in die Deckschichten eindringt. Durch den Verzicht auf konventionelle Blockschäume und der damit verbundenen Kostenreduktion durch Materialeinsparung und Prozessschrittreduktion bietet die einstufige Sandwichherstellung auch wirtschaftlich einen erkennbaren Vorteil gegenüber vergleichenden Sandwichprozessen.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Einstufige Herstellung endlosfaserverstärkter Sandwichbauteile
Um das Gewicht eines faserverstärkten Kunststoffbauteils (FVK) noch weiter zu reduzieren, können Schaumkerne integriert und auf diese Weise ein Sandwich erzeugt werden. Bei der Verwendung von Polymerschäumen als Kernmaterial kann deren notwendige Vorkonfektionierung hohe Fertigungskosten verursachen. Innerhalb dieser Arbeit wird daher ein einstufiges Verfahren entwickelt, indem ein syntaktisches Schaumsystem basierend auf Epoxidharz (EP) als Matrixwerkstoff und expandierenden Mikrohohlkugeln als Treibmittel verwendet wird. Dadurch ist es möglich, die Schaumstruktur prozessintegriert mit der Imprägnierung endlosfaserverstärkter Deckschichten zu erzeugen. Nach Anpassung der Werkzeugtechnologie, die eine Aufschäumung und eine Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit dem Epoxidschaumsystem ermöglicht, erfolgt anschließend die Quantifizierung der Zusammenhänge zwischen den bedeutenden Material- und Prozessparametern und den resultierenden Bauteileigenschaften für die hergestellten FVK-Sandwichbauteile.
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Aktualisiert: 2023-06-30
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
Charles Platt liefert zu den Basiswerkzeugen und -techniken – Hämmern, Sägen, Schleifen, Bohren, Kleben – ausführliche Erläuterungen. Dabei setzt er keine Erfahrungen oder Vorkenntnisse voraus.
Indem Sie ein Holzpuzzle, einen Würfel, einen Bilderrahmen, einen Pantografen, ein Bücherregal oder eine Holzkiste bauen, üben Sie die richtige Verwendung der Werkzeuge und lernen wichtige Techniken kennen, z.B. die Konstruktion von Objekten, die richtige Verbindung von Holzteilen, den Einsatz von Gehrladen oder das Biegen von Kunststoffen. Sie erfahren alles Wichtige über Nägel, Schrauben, Holzarten, Kunststoffe, Wandbefestigungen oder Schraubzwingen.
Illustriert mit Hunderten von Farbfotos und Diagrammen dient das Buch als perfekte Einführung für Jugendliche und Erwachsene gleichermaßen
und als Referenz, auf die Sie häufig zurückgreifen werden.
Aktualisiert: 2023-06-11
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Verhinderung von Emissionen aus Baustoffen durch Beschichtungen.
Es wird über die Versiegelungseigenschaften verschiedener Beschichtungssysteme bezüglich einer Reduzierung von Schadstoffemissionen sowie über die toxikologischen Beurteilungen der Lackinhaltsstoffe berichtet. Neben einer ausführlichen Beschreibung möglicher Einsatzgebiete derartiger Anstrichsysteme wird nach Auswertung vorhandener Literaturdaten ein Überblick gegeben über allgemein bekannte Verfahren zur Schadstoffreduzierung der Innenraumluft, insbesondere über Beschichtungen zur Vermeidung von toxischen Ausgasungen aus Baumaterialien. Mittels Klimaprüfungen und UV-Bestrahlungen beschichteter Kammern wurden die Auswirkungen von Feuchte- und Temperaturschwankungen sowie von künstlichen Alterungen auf das Emissionsverhalten untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Mehrzahl der ausgewählten Beschichtungssysteme auch über einen längeren Zeitraum eine wirksame Barriere gegenüber den Schadstoffemissionen darstellen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
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Indem Sie ein Holzpuzzle, einen Würfel, einen Bilderrahmen, einen Pantografen, ein Bücherregal oder eine Holzkiste bauen, üben Sie die richtige Verwendung der Werkzeuge und lernen wichtige Techniken kennen, z.B. die Konstruktion von Objekten, die richtige Verbindung von Holzteilen, den Einsatz von Gehrladen oder das Biegen von Kunststoffen. Sie erfahren alles Wichtige über Nägel, Schrauben, Holzarten, Kunststoffe, Wandbefestigungen oder Schraubzwingen.
Illustriert mit Hunderten von Farbfotos und Diagrammen dient das Buch als perfekte Einführung für Jugendliche und Erwachsene gleichermaßen
und als Referenz, auf die Sie häufig zurückgreifen werden.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
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Aktualisiert: 2023-05-08
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
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Aktualisiert: 2023-05-08
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
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Aktualisiert: 2023-05-08
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
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Indem Sie ein Holzpuzzle, einen Würfel, einen Bilderrahmen, einen Pantografen, ein Bücherregal oder eine Holzkiste bauen, üben Sie die richtige Verwendung der Werkzeuge und lernen wichtige Techniken kennen, z.B. die Konstruktion von Objekten, die richtige Verbindung von Holzteilen, den Einsatz von Gehrladen oder das Biegen von Kunststoffen. Sie erfahren alles Wichtige über Nägel, Schrauben, Holzarten, Kunststoffe, Wandbefestigungen oder Schraubzwingen.
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Aktualisiert: 2023-05-05
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
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Illustriert mit Hunderten von Farbfotos und Diagrammen dient das Buch als perfekte Einführung für Jugendliche und Erwachsene gleichermaßen
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Aktualisiert: 2023-05-05
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Werkzeuge für Maker und Bastler
Auch wenn 3D-Drucker und CNC-Maschinen Makern und Bastlern neue Möglichkeiten eröffnen: Um Bastelprojekte mit Holz und anderen Materialien zu realisieren, müssen Sie grundlegende Kenntnisse über die richtigen Werkzeuge haben und deren Verwendung erlernen und üben. Dabei hilft Ihnen dieses Buch.
Charles Platt liefert zu den Basiswerkzeugen und -techniken – Hämmern, Sägen, Schleifen, Bohren, Kleben – ausführliche Erläuterungen. Dabei setzt er keine Erfahrungen oder Vorkenntnisse voraus.
Indem Sie ein Holzpuzzle, einen Würfel, einen Bilderrahmen, einen Pantografen, ein Bücherregal oder eine Holzkiste bauen, üben Sie die richtige Verwendung der Werkzeuge und lernen wichtige Techniken kennen, z.B. die Konstruktion von Objekten, die richtige Verbindung von Holzteilen, den Einsatz von Gehrladen oder das Biegen von Kunststoffen. Sie erfahren alles Wichtige über Nägel, Schrauben, Holzarten, Kunststoffe, Wandbefestigungen oder Schraubzwingen.
Illustriert mit Hunderten von Farbfotos und Diagrammen dient das Buch als perfekte Einführung für Jugendliche und Erwachsene gleichermaßen
und als Referenz, auf die Sie häufig zurückgreifen werden.
Aktualisiert: 2023-05-05
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Anbindung und Wechselwirkung von Holz und technischen Polymeren
Der Einsatz von nachhaltigen Hybridbauteilen ist ein wichtiges Kernthema bei Leichtbauanwendungen im Automobil. Der Werkstoff Holz besitzt aufgrund seiner hervorragenden spezifischen mechanischen Eigenschaften insbesondere in Hybridbauweise mit anderen Werkstoffen wie beispielsweise Metallen ein hohes Potenzial Hybridbauteile herzustellen. Die Umsetzbarkeit von holzbasierten, hybriden Automobilkomponenten hängt allerdings stark von den Eigenschaften an der Verbindungsstelle zwischen Holz und dem eingesetztem Klebstoff in Form eines technischen Polymers ab. Für eine gezielte Beeinflussung dieser Verbindungsstelle ist ein grundlegendes Verständnis der werkstoffseitigen Wechselwirkungen notwendig. Neben der Analyse des reinen Holzwerkstoffes wurde vorrangig das im Holz vorkommende Biopolymer Lignin hinsichtlich der Verwendbarkeit als Additiv in Klebstoffsystemen von Holz-Holz, sowie Holz-Stahl-Hybridbauteilen analysiert und beurteilt.
Aktualisiert: 2022-12-08
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Entwicklung von zwei hybriden Verbindungen für den Holzbau
Die Dissertation beschäftigt sich mit der Entwicklung von zwei hybriden Verbindungen für den Holzbau.
Im ersten Teil der Arbeit wird eine zugbeanspruchte und baustellenseitig montierbare Verbindung mit GFK-Schlaufe vorgestellt. Neben theoretischen Betrachtungen zu der Zugschlaufenverbindung, erfolgen versuchsgestützte Untersuchungen zum geklebten Verbund zwischen Holz und GFK sowie der vollständigen Verbindung.
Der zweite Teil beschäftigt sich mit einer biegebeanspruchten und baustellenseitig montierbaren Verbindung unter Verwendung von Polymerbeton. Es wird das Tragverhalten von GFK-bewehrtem Polymerbeton sowie der Verbund von Holz und Polymerbeton untersucht. Im Anschluss erfolgen theoretische und versuchsgestützte Untersuchungen zu der Verbindung.
Im dritten Teil der Dissertation wird ein neues Materialmodell für die Ermittlung des E-Moduls von Polymerbetonen vorgestellt und mit bestehenden Modellen anderer Autoren verglichen.
Aktualisiert: 2023-05-04
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Einfluss fertigungsbedingter Imperfektionen auf die Schwingfestigkeit von FKV-Schalenstrukturen in Sandwichbauweise
Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) weisen häufig nach wenigen Jahren, lange vor dem Erreichen der prognostizierten Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren Risse in der Blattschale auf. Die Folge sind aufwendige Reparaturen am installierten und schwer zugänglichen Rotorblatt und der kostenintensive Nutzungsausfall durch den Stillstand der WEA.
Als mögliche Initiatoren für die Schäden in der Blattschale der Rotorblätter gelten fertigungsbedingte Imperfektionen. Für die Untersuchung des Einflusses dieser Imperfektionen auf das Ermüdungsverhalten der Rotorblätter wurde an der BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) ein Prüfstand für statische und zyklische Versuche von Schalensegmenten im intermediate scale entwickelt und betrieben. Die untersuchten Schalensegmente in Sandwichbauweise sind der Rotorblattschale von WEA im Hinblick auf die Strukturmechanik, die eingesetzten Halbzeuge, den Laminataufbau und dem eingesetzten Fertigungsverfahren ähnlich. Als Imperfektionen wurden verschiedenen Variationen von Lagenstößen in die Hautlagen und Schaumstöße mit Breitenvariation in den Stützkern reproduzierbar eingebracht. Die Überwachung des Schädigungszustandes während der Schwingversuche unter realistischen Lastszenarien erfolgt über eine kombinierte in situ Schädigungsüberwachung mittels passiver Thermografie und Felddehnungsmessung.
Mit den durchgeführten Schwingversuchen und der begleitenden Überwachung des Schädigungszustandes ließen sich die Schadensinitiation und die signifikante Herabsetzung der Lebensdauer durch die eingebrachten Imperfektionen zweifelsfrei nachweisen und entsprechende Konstruktionshinweise für die betriebssichere Auslegung von Sandwichstrukturen ableiten.
Aktualisiert: 2022-09-01
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Thermisch latente Epoxidharzsysteme und deren Einsatz für Prepregs
Thermisch latente Epoxidharze sind Formulierungen, bei denen die Harzkomponente mit dem thermisch latenten Härter bzw. Beschleuniger vorgemischt wird, wobei die Härtungsreaktion erst ab einer bestimmten Temperatur beginnt. Einer der weitverbreitetsten latenten Härter ist Dicyandiamid (DICY), welcher bei Raumtemperatur im Epoxidharz unlöslich ist und im Temperaturbereich zwischen 180-200 °C reagiert. Formulierungen mit DICY sind bei Raumtemperatur nahezu unendlich lagerstabil. Um die Härtungstemperatur deutlich zu reduzieren kommen Beschleuniger, wie z.B. Urone oder Imidazole, zum Einsatz. Diese führen allerdings bereits bei Raumtemperatur zu einer langsamen Härtungsreaktion und reduzieren dadurch die Lagerstabilität auf teilweise wenige Tage. Daher müssen Reinharzformulierungen oder daraus hergestellte Prepregs bei -18°C gelagert und transportiert werden.
Ziel dieses Forschungsprojektes war die Erhöhung der Raumtemperatur-Lagerstabilität solcher Formulierungen durch die Mikroverkapselung von Beschleunigern. Dazu wurden am SKZ unterschiedliche Sprühtrocknungsmethoden untersucht. Durch den Einsatz niedrigschmelzender Polymere und Wachse, sowie geeigneter Polysaccharide als Kapselmaterial wurde der Einfluss der Prozess- und Stoffparameter auf die Verkapselung untersucht.
Durch eine erfolgreiche partielle Verkapselung von Imidazol- und Uron-Beschleunigern mittels Polyethylenglycol und Gummi arabicum konnte eine Erhöhung der Lagerstabilität bei Raumtemperatur um mindestens das Vierfache erreicht werden. Die damit hergestellten Harzformulierungen konnten erfolgreich beim Projektpartner Universität Bayreuth für die Herstellung von Prepregs eingesetzt werden, welche nicht nur eine gute Lagerstabilität aufweisen, sondern auch hervorragende mechanische Eigenschaften besitzen.
Aktualisiert: 2021-10-20
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Einstufige Herstellung endlosfaserverstärkter Sandwichbauteile
Um das Gewicht eines faserverstärkten Kunststoffbauteils (FVK) noch weiter zu reduzieren, können Schaumkerne integriert und auf diese Weise ein Sandwich erzeugt werden. Bei der Verwendung von Polymerschäumen als Kernmaterial kann deren notwendige Vorkonfektionierung hohe Fertigungskosten verursachen. Innerhalb dieser Arbeit wird daher ein einstufiges Verfahren entwickelt, indem ein syntaktisches Schaumsystem basierend auf Epoxidharz (EP) als Matrixwerkstoff und expandierenden Mikrohohlkugeln als Treibmittel verwendet wird. Dadurch ist es möglich, die Schaumstruktur prozessintegriert mit der Imprägnierung endlosfaserverstärkter Deckschichten zu erzeugen. Nach Anpassung der Werkzeugtechnologie, die eine Aufschäumung und eine Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit dem Epoxidschaumsystem ermöglicht, erfolgt anschließend die Quantifizierung der Zusammenhänge zwischen den bedeutenden Material- und Prozessparametern und den resultierenden Bauteileigenschaften für die hergestellten FVK-Sandwichbauteile.
Die Untersuchungen zeigen, dass insbesondere eine kritische Masse an EP-Mikrohohlkugelgemisch existiert, mit der neben einer Massereduktion gleichzeitig eine homogene Schaumstruktur sowie eine vollständige Imprägnierung der Deckschichten durch den Expansionsdruck während der integrierten Schaumerzeugung mit einem hohen Faservolumengehalt erzeugt werden kann. Gleichzeitig werden hohe Schubeigenschaften der Sandwichbauteile identifiziert sowie durch die Verwendung optimierter Prozessparameter die Dichte weiter reduziert.
Zusammenfassend wird durch die kontrollierte Aufschäumung erstmals prozessintegriert eine vollständige Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit einer porenfreien Oberfläche erreicht, ohne dass geschäumtes Epoxidharz in die Deckschichten eindringt. Durch den Verzicht auf konventionelle Blockschäume und der damit verbundenen Kostenreduktion durch Materialeinsparung und Prozessschrittreduktion bietet die einstufige Sandwichherstellung auch wirtschaftlich einen erkennbaren Vorteil gegenüber vergleichenden Sandwichprozessen.
Aktualisiert: 2020-07-02
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Bücher zum Thema Epoxidharz
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