Konzept und Umsetzung für eine modular aufgebaute Anlage zur Hybridrovingherstellung

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Klaus Vonberg

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In der vorliegenden Arbeit wurde eine modular aufgebaute Anlage zur Herstellung von Hybridrovings entwickelt. Solche Hybridrovings können im Anschluss zu thermoplastischen Faserverbundkunststoffen verarbeitet werden. Aufgrund des modularen Aufbaus der Anlage besteht die Möglichkeit, Zwischenprodukte herzustellen sowie die gesamte Anlagentechnologie ständig weiterzuentwickeln und auf aktuelle Marktanforderungen zu reagieren. Bei den genannten Teilprozessen handelt es sich um das Spreizen und anschließende Teilen von Carbonfasern. Diese Prozesse sind insbesondere von Bedeutung, da die Filamentanzahl solcher Carbonfaser-Heavy-Tows im Zuge einer wirtschaftlichen Produktion immer weiter zunimmt und bereits jenseits von 50.000 Einzelfilamenten liegt. Dies trägt dazu bei, den Preis für Carbonfasern auf unter 10 ?/kg zu reduzieren. Für einen breiten Einsatz dieser Heavy-Tows sind Prozesse zur Veredelung notwendig. Dazu zählt das in dieser Arbeit adressierte Spreizen der Fasern. Dieses ist sowohl für das Ausrichten der Fasern als auch für ein geringes Flächengewicht von daraus hergestellten textilen Flächen wichtig. Um darüber hinaus günstige Carbonfasern mit einer Filamentanzahl im Bereich zwischen 1.000 und 50.000 Einzelfilamenten anzubieten, wird der aufgezeigte Prozess zur Teilung von Verstärkungsfasern betrachtet. Hierbei wird mit einer definierten Anzahl von Schneideinheiten sowie der Positionierung dieser Systeme zueinander eine bestimmte Anzahl von Filamenten sowie Breite von geschnittenen Split Tows realisiert. Die Entwicklung der Anlagentechnologie orientiert sich entlang gängiger Konstruktionsrichtlinien.