Endlosfaserverstärkte Kunststoffe

Endlosfaserverstärkte Kunststoffe werden ebenfalls in thermoplastbasierte und duromerbasierte Faserverbunde unterteilt. In der Regel handelt es sich um flächige, textile Verstärkungsstrukturen. Es sind jedoch auch bauteilspezifische Verstärkungen realisierbar, welche mittels Stick-, Näh- und Flechttechniken hergestellt werden. Die Herausforderung hierbei ist die Imprägnierung der Fasern, welche nur durch den Einsatz niedrigviskoser Harze oder Schmelzen gelingt.

Zu den thermoplastischen endlosfaserverstärkten Kunststoffen gehören u.a. die so genannten Organobleche, welche in die Kategorie der Halbzeuge einzuordnen sind. Im Zusammenhang mit neuen Verarbeitungsverfahren, die auf der Harzinfusionstechnologie (RIM oder RTM) basieren, können jedoch auch neuartige Werkstoffe hergestellt werden, bei denen die  Materialien, ausgehend von Monomeren oder Oligomeren, direkt im Werkzeug In-Situ zum Faserverbundbauteil polymerisiert werden (Guss-Polyamide, zyklisches PBT = pCBT).

Zur Kategorie der duromeren, endlosfaserverstärkten Kunststoffe gehört die Verarbeitung von so genannten Prepregs, die bereits mit reaktivem Harz getränkt sind. Alternativ kann die Imprägnierung der Faserstrukturen durch Harzinfusionsverfahren erreicht werden.
Während aufgrund der hohen Viskosität bei den Thermoplasten die Herausforderung in der Imprägnierung liegt, befindet sich die Herausforderung bei den duromeren Systemen in der Verringerung der Zykluszeit zur Aushärtung.

Im Rahmen von KITe hyLITE werden folgende Themen behandelt:

  • Modifikation von duromeren Harzen hinsichtlich der Verbesserung der Schlagzähigkeit und der Energieaufnahme
  • Beschleunigung der Aushärtung der duromeren Harzsysteme (chemisch/physikalisch)
  • Verringerung der Viskosität durch Einsatz von Nanotechnologien/-partikeln
  • Entwicklung niederviskoser thermoplastischer Harzsysteme für RTM-Verfahren auf Basis der In-situ Polymerisation (pCBT, Gusspolyamide)
  • UV- und Wärmeformbeständigkeit der thermoplastischen und duromeren Matrizes (Wegfall UV Schutzlack zur Verhinderung der Vergilbung)
  • Entfall des Temperprozesses (Steigerung Tg, Verringerung der Härtezeit)
  • Auslegung der Faseroberflächen/-beschichtung für eine schnelle textile Verarbeitbarkeit
  • Kompatibilität der Materialien zu Klebern, Dicht- und Dämmmassen