Composite-Materialien: Auswahl, Herstellung und Prozesse

Composite-Materialien: Auswahl und Herstellung

Bei der Auswahl von Composite-Materialien sind folgende Kriterien zu berücksichtigen:

Auswahlkriterien

1. Technische Spezifikationen: Entsprechen die Materialien den geforderten technischen Eigenschaften?
2. Produktionsparameter: Sind die Materialien für die vorhandenen Produktionsprozesse geeignet?
3. Preis/Stück: Berücksichtigung der Vorbereitung, Einrichtung, Werkzeuge, Ausstattung und Personalkosten.
4. Materialkosten und Größenbereich: Sind die Materialkosten angemessen und der benötigte Größenbereich abgedeckt?

Ranking-Methoden

Faser-Matrix: Geformte Faser-Matrix (Stückkosten).

Ausgangsmaterialien:

1. In-situ-Trockenfasern: Mit Harz imprägniert (Nassverfahren).
2. Glasfaser-Harz: Imprägniert, gehärtet, entflammbar.

Prepregs

Matte und Mezclao. Beratung bei 70% F! Geringe Verschmutzung, nicht sehr teuer, 10 Schichten, Vakuum-Autoklaven, bestehende Alternativen.

Varianten

(Steigerung der Produktionspreise bei geringen strukturellen Anforderungen):

1. Projektionsmethode: Mischung durch Luftdruck. Reduziert die Produktionskosten um ca. 30%.
2. Zentrifugenmethode: Die Projektion der Mischung erfolgt in einer Drehrohrform.

Kompression

Verstärkung und Harz werden zwischen Werkzeug und Gegenform geschlossen und gepresst.

Variationen:

1. Kälte-Kompression: Härtet in wenigen Minuten aus. Verstärkung in Form von Filz. Geringere strukturelle Kapazitäten.
2. Warm-Kompression: Beheizbare Formen. Schnellere Aushärtung. Verstärkung: Verbindung. Dies kann nach guten Eigenschaften gewonnen werden, jedoch keine Struktur.

Pultrusion

Stäbe, Spule wird erhitzt und gezogen, mechanische Eigenschaften. Seriengrößen.

Coil

Oder Alpha, Temperatur, Dorn (3), dann können Autoklaven für strukturelle Anwendungen verwendet werden.

Injektion

1. Trockene Faser, Werkzeug schließt und katalysiertes Harz wird injiziert.
2. Das geschlossene Werkzeug wird mit Composite-Faser und Harz eingespritzt.

Typen:

1. Harz-Spritzguss (RIM)
2. Injektion von Composite-Materialien
3. Resin Transfer Molding (RTM)

3Dx3D. Epoxi.f.carbono.

Prozess:

Preform 3D, Form, Harzinjektion, Vakuum-Aushärtung.

Elemente:

1. Preform: Kritische Füllung, Lösungen.
2. Harz: 4.
3. Schauspieler: Metallstanzen, Ein- und Ausgänge, Heizung, Entformung.
4. Transfer: Injektion (1 bar), Durchnässung, Speisereste, gehärtet, mit Überdruck (6 bar), Vakuum (5 mbar).

Prepregs vs. Vergleich

Teile (3D vs. Lagen), Kosten, Oberflächen, setzt.

Prozessparameter

1. Produktion: Equipmentkosten, Werkzeugkosten, Sachkosten, Produktionsgeschwindigkeit, Produktionszeiten und Set-up, Personal.
2. Technologie: Faservolumen (70), Porenvolumen (1), Faserorientierung (Satin5, Taft und hohe Resistenz), Abmessungen und Geometrie, Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit, die Fähigkeit, das Stück einzufügen, die Emission von Gasen.