Buch
Herstellung und Charakterisierung funktional gradierter, eigenverstärkter Thermoplastverbunde
Zusammenfassung
Eigenverstärkte Thermoplastverbunde weisen ein hervorragendes mechanisches Eigenschaftsprofil auf, das durchaus mit konventionell faserverstärkten Thermoplasten konkurrieren kann. Geschichtete, eigenverstärkte Textillagen werden mittels der Prozesseinstellungen Temperatur, Druck und Zeit in einem Heißpressverfahren zum Verbundsystem konsolidiert. Da sie keine Fremdfasern zu Armierungszwecken implementieren, sind diese Monocomposite prädestiniert für das stoffliche Recycling. Zudem verfügen sie über ein hohes Gradierungspotential, das es ermöglicht, das mechanische Eigenschaftsprofil durch die Variation der Prozesseinstellungen, wie Temperatur und Druck, gezielt hinsichtlich der geforderten Bauteileigenschaften einzustellen. Da bislang nur sehr wenig über die Struktur-Eigenschafts-Zusammenhänge bekannt ist, werden diese im Rahmen dieser Arbeit näher beschrieben. Diesbezüglich erfolgt die Herstellung gradierter, thermoplastischer Verbundsysteme anhand von drei eigenverstärkten Basistextilien, deren mechanischen Zugprüfeigenschaften mit ihren jeweiligen Mikrostrukturen gegenübergestellt und bewertet werden. Des Weiteren wird ein neues Direktumformwerkzeug entwickelt, das den Komplexitätsgrad hinsichtlich der Gradierungsschärfe und Abbildung von Gradierungszonen deutlich erhöht. Zudem wird mittels dieses Werkzeugs die bislang verwendete, klassische Fluidtemperierung durch eine elektrische
Widerstandskeramikheizung abgelöst, deren Ansprechverhalten deutlich schneller ist und daher die Zykluszeiten während des Heißpressprozesses verkürzt. Die Analyse und Bewertung der Oberflächentemperierung erfolgt anhand von zahlreichen Messreihen, denen sowohl homogene, als auch differentielle Temperierkonstellationen zugrunde liegen. Die Wirksamkeit der Gradierung sowie die Gradierungsschärfe wird anhand dynamischer und mechanischer Untersuchungsmethoden mittels der Impact-Prüfung und des klassischen Zugversuchs, gekoppelt mit der digitalen Bildkorrelation, nachgewiesen.
Widerstandskeramikheizung abgelöst, deren Ansprechverhalten deutlich schneller ist und daher die Zykluszeiten während des Heißpressprozesses verkürzt. Die Analyse und Bewertung der Oberflächentemperierung erfolgt anhand von zahlreichen Messreihen, denen sowohl homogene, als auch differentielle Temperierkonstellationen zugrunde liegen. Die Wirksamkeit der Gradierung sowie die Gradierungsschärfe wird anhand dynamischer und mechanischer Untersuchungsmethoden mittels der Impact-Prüfung und des klassischen Zugversuchs, gekoppelt mit der digitalen Bildkorrelation, nachgewiesen.
Self-reinforced thermoplastic composites have an excellent profile of mechanical properties that can certainly compete with conventional fiber-reinforced thermoplastics. Layered, self-reinforced textile layers are consolidated using the process settings of temperature, pressure and time in a hot-pressing process to form the composite system. Since they do not implement any foreign fibers for reinforcement purposes, these monocomposites are predestined for material recycling. In addition, they have a high grading potential, which makes it possible to adjust the mechanical property profile in a targeted manner with regard to the required component properties by varying the process settings, such as temperature and pressure. Since very little is known about the structure-property relationships, they are described in more detail in this work. In this regard, the production of graded, thermoplastic composite systems is based on three self-reinforced base textiles, whose mechanical tensile test properties are compared and evaluated with their respective microstructures. Furthermore, a new direct forming tool is being developed, which significantly increases the degree of complexity with regard to grading sharpness and the depiction of grading zones. In addition, this tool replaces the previously used, classic fluid temperature control with an electrical resistance ceramic heater, the response of which is significantly faster and therefore shortens the cycle times during the hot pressing process. The analysis and evaluation of the surface temperature control is based on numerous series of measurements, which are based on both homogeneous and differential temperature control constellations. The effectiveness of the grading and the sharpness of the grading is demonstrated using dynamic and mechanical investigation methods using the impact test and the classic tensile test, coupled with digital image correlation.
Zusätzliche Informationen
Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2023Druckausgabe
Link zu kassel university pressZitieren
@book{doi:10.17170/kobra-202307318532,
author={Rohde, Björn},
title={Herstellung und Charakterisierung funktional gradierter, eigenverstärkter Thermoplastverbunde},
publisher={kassel university press},
year={2023}
}
0500 Oax 0501 Text $btxt$2rdacontent 0502 Computermedien $bc$2rdacarrier 1100 2023$n2023 1500 1/ger 2050 ##0##http://hdl.handle.net/123456789/15046 3000 Rohde, Björn 4000 Herstellung und Charakterisierung funktional gradierter, eigenverstärkter Thermoplastverbunde / Rohde, Björn 4030 4060 Online-Ressource 4085 ##0##=u http://nbn-resolving.de/http://hdl.handle.net/123456789/15046=x R 4204 \$dBuch 4170 5550 {{Thermoplast}} 5550 {{Gradierung}} 5550 {{Polypropylen}} 5550 {{Eigenverstärkung}} 7136 ##0##http://hdl.handle.net/123456789/15046
2023-09-04T07:24:35Z 2023-09-04T07:24:35Z 2023 doi:10.17170/kobra-202307318532 http://hdl.handle.net/123456789/15046 Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2023 ger kassel university press Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ Eigenverstärkte Thermoplastverbunde Heißpressverfahren Gradierung Polypropylen Heißkompaktierprozess Eigenverstärkung Monocomposite gradierter, thermoplastischer, Verbundsysteme 540 600 Herstellung und Charakterisierung funktional gradierter, eigenverstärkter Thermoplastverbunde Buch Eigenverstärkte Thermoplastverbunde weisen ein hervorragendes mechanisches Eigenschaftsprofil auf, das durchaus mit konventionell faserverstärkten Thermoplasten konkurrieren kann. Geschichtete, eigenverstärkte Textillagen werden mittels der Prozesseinstellungen Temperatur, Druck und Zeit in einem Heißpressverfahren zum Verbundsystem konsolidiert. Da sie keine Fremdfasern zu Armierungszwecken implementieren, sind diese Monocomposite prädestiniert für das stoffliche Recycling. Zudem verfügen sie über ein hohes Gradierungspotential, das es ermöglicht, das mechanische Eigenschaftsprofil durch die Variation der Prozesseinstellungen, wie Temperatur und Druck, gezielt hinsichtlich der geforderten Bauteileigenschaften einzustellen. Da bislang nur sehr wenig über die Struktur-Eigenschafts-Zusammenhänge bekannt ist, werden diese im Rahmen dieser Arbeit näher beschrieben. Diesbezüglich erfolgt die Herstellung gradierter, thermoplastischer Verbundsysteme anhand von drei eigenverstärkten Basistextilien, deren mechanischen Zugprüfeigenschaften mit ihren jeweiligen Mikrostrukturen gegenübergestellt und bewertet werden. Des Weiteren wird ein neues Direktumformwerkzeug entwickelt, das den Komplexitätsgrad hinsichtlich der Gradierungsschärfe und Abbildung von Gradierungszonen deutlich erhöht. Zudem wird mittels dieses Werkzeugs die bislang verwendete, klassische Fluidtemperierung durch eine elektrische Widerstandskeramikheizung abgelöst, deren Ansprechverhalten deutlich schneller ist und daher die Zykluszeiten während des Heißpressprozesses verkürzt. Die Analyse und Bewertung der Oberflächentemperierung erfolgt anhand von zahlreichen Messreihen, denen sowohl homogene, als auch differentielle Temperierkonstellationen zugrunde liegen. Die Wirksamkeit der Gradierung sowie die Gradierungsschärfe wird anhand dynamischer und mechanischer Untersuchungsmethoden mittels der Impact-Prüfung und des klassischen Zugversuchs, gekoppelt mit der digitalen Bildkorrelation, nachgewiesen. Self-reinforced thermoplastic composites have an excellent profile of mechanical properties that can certainly compete with conventional fiber-reinforced thermoplastics. Layered, self-reinforced textile layers are consolidated using the process settings of temperature, pressure and time in a hot-pressing process to form the composite system. Since they do not implement any foreign fibers for reinforcement purposes, these monocomposites are predestined for material recycling. In addition, they have a high grading potential, which makes it possible to adjust the mechanical property profile in a targeted manner with regard to the required component properties by varying the process settings, such as temperature and pressure. Since very little is known about the structure-property relationships, they are described in more detail in this work. In this regard, the production of graded, thermoplastic composite systems is based on three self-reinforced base textiles, whose mechanical tensile test properties are compared and evaluated with their respective microstructures. Furthermore, a new direct forming tool is being developed, which significantly increases the degree of complexity with regard to grading sharpness and the depiction of grading zones. In addition, this tool replaces the previously used, classic fluid temperature control with an electrical resistance ceramic heater, the response of which is significantly faster and therefore shortens the cycle times during the hot pressing process. The analysis and evaluation of the surface temperature control is based on numerous series of measurements, which are based on both homogeneous and differential temperature control constellations. The effectiveness of the grading and the sharpness of the grading is demonstrated using dynamic and mechanical investigation methods using the impact test and the classic tensile test, coupled with digital image correlation. open access Rohde, Björn 2023-06-27 XII, 159 Seiten Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau Heim, Hans-Peter (Prof. Dr.-Ing.) Ries, A. (Prof. Dr.-Ing.) Kassel 978-3-7376-1134-3 Thermoplast Gradierung Polypropylen Eigenverstärkung publishedVersion Schriftenreihe des Instituts für Werkstofftechnik / Kunststofftechnik Band 17 true 39,00 Schriftenreihe des Instituts für Werkstofftechnik / Kunststofftechnik Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin Dissertation FB 15 / Maschinenbau Softcover DIN A5 true
Die folgenden Lizenzbestimmungen sind mit dieser Ressource verbunden: