Haftungsmechanismen beim Vibrationsfügen faserverstärkter Duroplaste

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Obwohl Faserverbundwerkstoffe auf der Basis textiler Verstärkungsmaterialien ein hohes Potential für effektiven und kostengünstigen Leichtbau bieten, wird ihr industrieller Einsatz oftmals auch durch das Fehlen einer geeigneten fasergerechten Verbindungstechnik gehemmt. Derzeit gilt einzig das Kleben als flächige Verbindungstechnik, welche eine Zerstörung der Fasern vermeidet und somit als fasergerecht einzustufen ist. Hierzu werden von der Industrie Ein- und Zweikomponentenklebstoffe verwendet. Diese benötigen zum beschleunigten Aushärten erhöhte Abbindetemperaturen und müssen bis zur Handlingfestigkeit fixiert und verspannt sein. Die Wärmeeinbringung in die Fügestelle von außen ist zudem wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Kunststofffügeteile problematisch. In dem vorgestellten Vorhaben soll deshalb untersucht werden, inwieweit die bislang für Thermoplaste etablierte Technologie des Vibrationsschweißens auf faserverstärkte Duroplaste übertragen werden kann. Durch die Erwärmung aus der Reibung zweier Fügeflächen wird eine vorwiegend faserverstärkte, thermoplastische Schmelzklebeschicht aufgeschmolzen und die Fügeflächen so miteinander verbunden. Da es sich um eine für diese Werkstoffkombination vollkommen neue Technologie handelt, ist eine systematische Untersuchung und differenzierte Bewertung der sich einstellenden Struktur in Abhängigkeit der Verarbeitungs- und Werkstoffparameter und den daraus resultierenden Verbundfestigkeiten erforderlich.