Pre-impregnated intermediate materials based on thermoplastic polymer matrices are increasingly used for manufacturing CFRP structures. However, impregnation of the fiber with the polymer is a time-consuming process due to the high melt viscosity of thermoplastics. This leads to high manufacturing cost. This thesis develops and characterizes partially impregnated tapes. Process-induced effects on the properties of the polymer and composite are investigated as the tapes are impregnated during the subsequent heating and consolidation processes required to produce a component. By modifying the matrix with additives, effects on the viscosity due to degradation can be prevented and the operational throughput can be enhanced.
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Pre-impregnated intermediate materials based on thermoplastic polymer matrices are increasingly used for manufacturing CFRP structures. However, impregnation of the fiber with the polymer is a time-consuming process due to the high melt viscosity of thermoplastics. This leads to high manufacturing cost. This thesis develops and characterizes partially impregnated tapes. Process-induced effects on the properties of the polymer and composite are investigated as the tapes are impregnated during the...
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Translated abstract:
Zur Herstellung von CFK Strukturen mit thermoplastischer Matrix werden vorimprägnierte Halbzeuge verwendet. Der zeitintensive Imprägnierungsschritt, hervorgerufen durch die hohe Viskosität von Thermoplasten, führt zu hohen Halbzeugkosten. In dieser Arbeit werden teilimprägnierte Tapes entwickelt, die während der anschließenden Aufheiz- sowie Konsolidierungsprozesse bei der Bauteilherstellung imprägniert werden. Dabei werden prozessinduzierte Effekte auf Polymer- und Verbundwerkstoffeigenschaften untersucht, die die Imprägnierung beeinflussen. Durch die Modifikation der Matrix mit Additiven wird ein Anstieg der Viskosität durch Degradation verhindert und der Materialdurchsatz bei der Halbzeugherstellung erhöht.
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Zur Herstellung von CFK Strukturen mit thermoplastischer Matrix werden vorimprägnierte Halbzeuge verwendet. Der zeitintensive Imprägnierungsschritt, hervorgerufen durch die hohe Viskosität von Thermoplasten, führt zu hohen Halbzeugkosten. In dieser Arbeit werden teilimprägnierte Tapes entwickelt, die während der anschließenden Aufheiz- sowie Konsolidierungsprozesse bei der Bauteilherstellung imprägniert werden. Dabei werden prozessinduzierte Effekte auf Polymer- und Verbundwerkstoffeigenschafte...
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Series:
Lehrstuhl für Carbon Composites, Fakultät für Maschinenwesen