Untersuchung eines laserbasierten Ablegeverfahrens zur Herstellung von hybriden Metall-Thermoplast-Faserverbundstrukturen

Ehard, Stefan

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Original title:: Untersuchung eines laserbasierten Ablegeverfahrens zur Herstellung von hybriden Metall-Thermoplast-Faserverbundstrukturen
Translated title:: Investigation of a Laser-based Automated Tape Placement Process for Manufacturing of Hybrid Metal-Thermoplastic-Composite Structures
Author:: Ehard, Stefan
Year:: 2019
Document type:: Dissertation
Faculty/School:: Fakultät für Maschinenwesen
Advisor:: Drechsler, Klaus (Prof. Dr.)
Referee:: Drechsler, Klaus (Prof. Dr.); Schüppstuhl, Thorsten (Prof. Dr.)
Language:: de
Subject group:: MAS Maschinenbau
Keywords:: Thermoplast, Hybridstruktur, Tapelegen, Faserverbundwerkstoff, Metalle, Fügen
Translated keywords:: Thermoplast, Hybrid Structure, Tape Placement, Fiber Placement, Composite, Metal, Joining
TUM classification:: WER 440d
Abstract:: Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Tapelegeverfahrens zur Herstellung hybrider Metall-Thermoplast-Faserverbundstrukturen. Als Werkstoffkombinationen werden Ti-6Al-4V + CF/PEEK und EN AW 5754 + CF/PA6 untersucht. Ein Bestandteil der Arbeit ist die notwendige Integration von Anlagenkomponenten, um lokale Verstärkungen reproduzierbar herstellen zu können. Geeignete Oberflächenbehandlungen für die metallischen Fügepartner werden anschließend hinsichtlich der erreichbaren Verbindungsfestigkeit sowie der Eignung für den laserbasierten Prozess analysiert. Das Prozessfenster zum stoffschlüssigen Fügen von Tapematerial und Metall wird untersucht und der Einfluss lokaler Metallsubstrate auf die Herstellung der Folgelagen wird vorgestellt und durch geeignete Strategien optimiert. Abschließend erfolgt die Validierung der gewonnenen Erkenntnisse anhand eines Demonstratorbauteils. «
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Tapelegeverfahrens zur Herstellung hybrider Metall-Thermoplast-Faserverbundstrukturen. Als Werkstoffkombinationen werden Ti-6Al-4V + CF/PEEK und EN AW 5754 + CF/PA6 untersucht. Ein Bestandteil der Arbeit ist die notwendige Integration von Anlagenkomponenten, um lokale Verstärkungen reproduzierbar herstellen zu können. Geeignete Oberflächenbehandlungen für die metallischen Fügepartner werden anschließend hinsichtlich der erreichbar... »
Translated abstract:: The present work deals with the development of a tape laying process for manufacturing of hybrid metal-composite-structures. As materials, Ti-6Al-4V + CF/PEEK and EN AW 5754 + CF/PA6 are investigated. A workpackage is the integration of necessary hardware components to guarantee a reliable manufacturing of local reinforcements. Suitable surface treatment methods of the metallic joining partners are analysed in terms of achievable joint strength and suitability for the laser-based process. The influence of process parameters on the joint strength between composite tape and metal and the influence of local metallic substrates on the manufacturing of the laminate is investigated and optimised by suitable strategies. Finally, the obtained results are validated by means of a demonstrator component. «
The present work deals with the development of a tape laying process for manufacturing of hybrid metal-composite-structures. As materials, Ti-6Al-4V + CF/PEEK and EN AW 5754 + CF/PA6 are investigated. A workpackage is the integration of necessary hardware components to guarantee a reliable manufacturing of local reinforcements. Suitable surface treatment methods of the metallic joining partners are analysed in terms of achievable joint strength and suitability for the laser-based process. The... »
Series:: Lehrstuhl für Carbon Composites, Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München
Series volume:: 59
ISBN:: 978-3-8439-4054-2
WWW:: https://mediatum.ub.tum.de/?id=1453534
Date of submission:: 12.09.2018
Oral examination:: 30.04.2019
Last change:: 30.07.2019
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