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

Abstract

Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wird das Themenfeld der (langglasfaserverstarkten), thermoplastischen Integralsandwichbauteile betrachtet, die durch Schaumspritzgiesen mit Prazisionsoffnungshub („De-kompressionshub“) hergestellt werden. Neben den unverstarkt geschaumten Polymersandwichbauteilen werden das erzielbare Leichtbaupotential der beiden Prozessvarianten „MuCell“ und „D-LFT-TSG“ zur Fertigung von langglasfaserverstarkten Integralschaumbauteilen aus PP und PA6 untersucht. \nDas „MuCell“ Verfahren basiert dabei auf kommerziell verfugbaren, langglasfaserverstarkten Stabchengranulaten, die plastifiziert und mit Gas beladen werden. Bei dem Direkt-Langglasfaser-Thermoplastschaumspritzgiesen (D-LFT-TSG) werden im Gegensatz dazu Endlosglasfasern, Polymer und Gas in einem Extruder compoundiert und direkt an eine Spritzeinheit uberfuhrt. So kann die Zusammensetzung individuell eingestellt werden und es kann so auch auf weniger kommerziell ubliche Polymersysteme (rPP/GF und PPS/GF) zur Betrachtung des Leichtbaupotential zuruckgegriffen werden. \nDurch diesen Prozessvergleich, die Variation der Prozessparameter in einem weiten Prozessfenster fur PA6 und PP und einer Untersuchung der rheologi-schen Eigenschaften von PP/LGF gewahrt diese Arbeit einen umfangreichen wissenschftlichen Einblick in die unterschiedlichen Prozesstechniken. Mittels intensiver Strukturanalyse durch REM-/Schliffaufnahmen, Faserlangenana-lyse und CT Bildern werden fur die Materialklasse der integral gefertigten, langglasfaserverstarkten Polymersandwichbauteil ein tiefgehendes Verstandnis der Auswirkungen der Prozessfuhrung auf die Strukturausbildung erarbeitet. \nAbschliesend werden mechanische Untersuchungen gezeigt, um ein komplet-tes, durchgehendes und tiefgreifendes Verstandnis vom Prozess - uber die Struktur - hin zu den Eigenschaften von langglasfaserverstarkter, thermoplastischen Integralschaumbauteilen zu erhalten.