Teil 9 Flashcards
Was sind Rovings und wo werden sie häufig verwendet?
Rovings sind parallele Faserstränge aus mehreren Fäden. Eine wichtige Größe ist dabei die Garnfeinheit (Titer), welche die Masse einer Faser pro Länge angibt. (T = m/L)
Verwendet werden Rovings für:
- Faserwickeltechnik
- Faserflechttechnik
- Pultrusionsverfahren (Strangziehverfahren)
Was sind Vliese und wo werden sie häufig verwendet?
Vliese (Wirrfasermatten) bestehen aus flächig abgelegten ungeordneten Fasern mit einer Länge von ca. 5 cm. Diese werden mit einem Bindemittel verklebt.
Die mechanischen Eigenschaften sind relativ schlecht, daher finden sie vorrangig bei Pressformmassen (SMC, GMT) Verwendung.
Was sind Gewebe und Geflechte und wo werden sie häufig verwendet?
Gewebe und Geflechte haben eine hohe Drapierbarkeit und sind deshalb von großer Bedeutung für…
- kompliziertere Geometrien / großflächige Bauteile
- Handlaminierverfahren
- Injektionsverfahren
- Infusionsverfahren
Wie werden Gelege hergestellt und was sind besondere Eigenschaften?
Bei Gelegen werden die Verstärkungsfasern parallel gelegt und urch Wirkfäden oder Klebungen fixiert.
Die Drapierbarkeit ist schlecht, jedoch können optimale Verstärkungsrichtungen direkt berücksichtigt werden.
Was ist Prepreg?
Verstärkungsfasern können als Prepreg bezogen werden.
Dann sind die Fasern bereits mit einer Matrix imprägniert. Der Verarbeiter muss dann nur noch die Form vorgeben und das Reaktionsharz/ den Thermoplast aushärten.
Welche vier Aufgaben übernimmt die Matrix von FVK?
- Fixierung der Fasern (Geometrie)
- Kraftübertragung
- Stützen bei Druck (Stabilität)
- Schutz vor Umwelt (Feuchte, Chemie)
Welche vier Kunststoffe sind die am meisten verwendeten Duroplaste im Bereich FVK?
- Polyesterharze (UP) -> günstig
- Vinylesterharz (VE) -> teuer, chemiebeständig
- Epoxidharze (EP) -> für hohe mech. Beanspruchung
- Phenolharze (PF) -> billigster, temperaturabhängig
Welche Vor/Nachteile haben Themoplaste gegenüber Duroplaste bei der Verwendung als Matrix für FVK?
Vorteile:
- wesentlich höhere Bruchdehnung
- hohes Energieabsorptionsvermögen
- große Variation der Eigenschaften/Preise
Nachteile:
- starke Neigung, unter Last zu kriechen
Welche drei Arten von Harzsystemen gibt es?
- kalthärtend
- warmhärtend
- lichthärtend
Wodurch zeichnen sich langfaserverstärkte Kunststoffe aus und wie wirkt die Faserlänge auf Steifigkeit, Festigkeit und Schlagzähigkeit?
Langfaserverstärkte Kunststoffe zeichnen sich durch…
- hohe Festigkeit und Schlagzähigkeit aus.
- Fasern mit guten mech. Eigenschaften aus.
- eine Matrix mit mäßigen mech. Eigenschaften aus.
Was ist eine UD-ES?
Eine unidirektionale Einzelschicht.
Dies ist ein FVK Verstärkungsstoff, dessen Fasern parallel in nur eine Richtung gelegt sind.
–> Dadurch sind die Eigenschaften in eine Richtung faserdominiert und senkrecht matrixdominiert.
Wie sind Faservolumengehalt und Fasergewichtsgehalt definiert und wie hängen sie zusammen?
Faservolumengehalt:
- Megenverhältnis von Verstärkungs- zum reinen Matrixmaterial.
Fasergewichtsgehalt:
-Kann aus den Komponentengewichten bestimmt werden.
φF = V,Faser/V,Verbund = AF/AV = 1/ [1 + (1-Ψ/Ψ) * (ρFaser/ρMatrix)]
φF: Faservolumengehalt
Ψ: Fasergewichtgehalt
Welche vier Kennwerte einer unidirektionalen Einzelschicht (FVK) müssen bekannt sein um die mechanischen Eigenschaften hinreichend genau beschreiben zu können?
E1: Steifigkeit parallel zur Faserrichtung
E2: Steifigkeit senkrecht zur Faserrichtung
G21: Schubmodul
v21: Querkontrationszahl
Formeln auf Seite 119/120 (Auflage 11)
Was ist der, unter dem Leichtbauauspekt, ungünstigste Fall einer Laminatkonstruktion (FVK)?
Ein sogenanntes quasi-isotropes Laminat, welches aus vielen Faserschichten (gleiche Dicke) mit allen möglichen Richtungen besteht.
Welche sechs Punkte muss man bei der Konstruktion beachten?
- Produktanforderungen
- Lösungskonzepte
- Werstoffe und Herstellung
- Fertigungs- und Gebrauchsrisiken
- Herstell- und Betriebskosten
- ökologische Aspekte
