Kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische ... - Ulaga Partner AG
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Entwicklung<br />
Wenn die Faserqualität innerhalb eines Rovings streut, kommt es zu Abrieb bei der<br />
Verarbeitung. Hierbei reissen einzelne Filamente und bilden Flusen bei den Umlenkstellen<br />
und Werkzeugen der Fertigungsanlage.<br />
Die von den Herstellern gelieferten Kohlenstofffasern sind mit einer Schlichte versehen,<br />
die meist für einen guten Verbund zu Duromeren konzipiert ist. Für eine befriedigende<br />
Haftung mit einem <strong>thermoplastische</strong>n Matrixwerkstoff muss diese Schlichte<br />
unter Umständen entfernt bzw. ersetzt werden.<br />
Damit das Endprodukt (Lamelle) wirtschaftlich interessant ist, ist die Verwendung<br />
einer günstigen Faser sinnvoll. Eine kurze Rovinglänge oder eine für die Weiterverarbeitung<br />
ungeeignete Schlichte kann aber die Endkosten gegenüber einer anfänglich teureren<br />
Faser wieder erhöhen.<br />
Evaluierung<br />
Für die Entwicklung einer <strong>thermoplastische</strong>n Lamelle wurden verschiedene Kohlenstofffasern<br />
bezüglich der mechanischen Eigenschaften, der Verarbeitbarkeit und der<br />
Wirtschaftlichkeit verglichen. Tabelle 4 enthält einen Überblick über die untersuchten<br />
Produkte. Die Einteilung in die Preisklassen dient als grobe Richtlinie für die Darstellung<br />
der Preissituation im Zeitraum von 1998 bis 2001.<br />
Für die Evaluierung wurden die Fasern bezüglich der vorangehend beschriebenen<br />
Eignungsmerkmale beurteilt. Zur Untersuchung der Verarbeitbarkeit wurden kleine<br />
Materialmengen mit der Imprägnierungsanlage verarbeitet.<br />
Hersteller Faser<br />
Fortafil<br />
(USA)<br />
Tenax (D)<br />
Grafil<br />
SGL Carbon<br />
Group (D)<br />
Toray<br />
(Japan)<br />
Fortafil 510<br />
Fortafil 502<br />
Tenax STS<br />
5631<br />
Grafil 34-600<br />
WD<br />
Rovinggrösse<br />
Rovinglänge Preisklasse<br />
Zugfestigkeit<br />
ffu<br />
Bruchdehnung<br />
εfu<br />
E-<br />
Modul<br />
[Anz.<br />
Fasern] [m] 1) [MPa] [%] [GPa]<br />
80 000<br />
40 000<br />
24 000<br />
48 000<br />
24 000<br />
1660 (5160)<br />
3320<br />
2500, 3700,<br />
5000<br />
1400<br />
2800<br />
m<br />
m<br />
Ef<br />
3800 1.6 231<br />
g 4000 1.5 240<br />
m<br />
m<br />
4000 1.7 234<br />
Sigrafil C30 3000 ~1.3 ~230<br />
T700S (50C)<br />
12 000<br />
24 000<br />
5000<br />
3600<br />
t<br />
t<br />
4900 2.1 230<br />
T1000G 12 000 t t 6370 2.1 294<br />
Zoltek (USA) Panex 33 48 000 1500 g 3800 1.7 228<br />
1) tt: sehr teuer; t: teuer; m: mittel; g: günstig<br />
Tabelle 4: Mögliche Kohlenstofffasern für die Herstellung einer <strong>thermoplastische</strong>n Lamelle<br />
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