Funktionalisierte Fasern zur Thermofixierung von PEEK / CF-Preforms für Hochleistungsfaserverbundbauteile – hinnat ja saatavuus

Zur Fertigung von belastungsoptimierten Faserverbundstrukturen existieren derzeit unterschiedliche Verfahren. Neben textiltechnischen L sungen auf Basis unspezifischer Garne wie dem Tailored Fibre Placement-Verfahren (TFP), kommen bei dem Fibre-Placement-Verfahren und dem Tow-Placement modifizierte Faserb ndel zum Einsatz. Durch das erforderliche bebindern oder vorimpr gnierte der Verst rkungsfasern lassen sich jedoch im Vergleich zum TFP-Verfahren nur gro e in-plane Radien umsetzen. Nachteilig beim TFP-Verfahren sind hingegen Filamentsch digungen durch den Stickprozess, Faserondulationen und Harznester, die durch das Einbringen von N hf den entstehen. Hinzu kommen Einschr nkungen in der maximalen Lagenanzahl eines TFP-Preforms. Die hier vorgestellte neuartige Legetechnologie basiert auf den Einsatz von nano-funktionalisierten Thermoplasten. Die hieraus in Kombination mit Kohlenstofffasern aufgebauten Hybridrovings lassen sich mittels Induktionstechnik thermisch aktivieren und k nnen somit effizient zu ma geschneiderten Hybridpreforms abgelegt und fixiert werden. Ondulationen der Verst rkungsfasern und Einschr nkungen in der Lagenanzahl k nnen mit diesem Verfahren im Vergleich zur TFP-Technologie umgangen werden. Im Thermoformprozess werden diese Preforms zur finalen CFK-Strukturen konsolidiert. Die von EVONIK modifizierten PEEK-Compounds wurden bislang in Zusammensetzungen mit 15, 20 und 30 Gew.-% MagSilica(R) analysiert. Mit den am FIBRE im Schmelzspinnverfahren hergestellten MagSilica(R)-PEEK-Fasern konnten dabei Aufheizgeschwindigkeiten von 680 K/s bis zum Erreichen des vollst ndigen Aufschmelzens (360 C) erzielt werden. Das Aufschmelzen von Raumtemperatur erfolgt somit nach ca. 0,5 s. Mit einer einzelnen konventionellen hochfrequenten Induktionsspule (22 mm L nge) wurde im Laborma stab eine Legegeschwindigkeiten von 2,7 m/min f r PEEK erreicht, was einer typischen Legegeschwindigkeit einer TFP-Anlage mit 550 Stichen/min mit 5 mm Stichl nge entspricht. Wird die