Viele Faserwerkstoffe unterscheiden sich durch ihre unterschiedlichen Eigenschaften. Nennen Sie 3 (drei) Faserwerkstoffe und jeweils ein Anwendungsgebiet dieser Faser.
Glasfaser - Windräder
Carbonfaser - Luft u. Raumfahrt
Aramidfaser - Sicherheitskleidung
Carbonfasern werden ausgehend von einer polymeren Precursorfaser mittels thermischer Umwandlungsverfahren hergestellt. Nennen und beschreiben Sie die beiden wichtigsten Umwandlungsschritte in der Carbonfaserherstellung. Für jeden richtigen Stichpunkt gibt es 0,5 Punkte.
Stabilisierung (Oxidation)
Umwandlung in nicht schmelzbare/brennbare Faser
Farbveränderung von weiß nach schwarz
C-Gehalt sinkt von 68% auf 65%
Dichtezunahme und Massenverlust
Carbonisierung
Abbau nicht Kohlenstoffatome C-Gehalt > 92%
Dichtezunahme, Massenverlust
Festigkeitszunahme
Der globale Bedarf an Verstärkungsfasern ist sehr unausgeglichen. Auf wie viele Tonnen belief sich der globale Bedarf an Glasfasern im Jahr 2015 und wie groß war im Vergleich dazu der Bedarf an Carbonfasern?
Glasfaser: 6.400.000t
Carbonfaser: 125.000t
Nennen Sie zwei Anwendungsgebiete gezwirnter Garne.
Reifencord
Transportbänder
Zu welchem Zweck werden Carbonfaserrovings gespreizt?
Zur Herstellung leichter Verstärkungstextilien (geringes Flächengewicht (< 100g/m2)
Sie möchten ein Gewebe aus Carbonfasern herstellen. Welches der in der Vorlesung behandelten Schusseintragsverfahren eignet sich zur Herstellung Ihres Gewebes am besten?
Schusseintrag mit Greifer
Ordnen Sie die folgenden zwei-dimensionalen Textilstrukturen jeweils den entsprechenden Eigenschaften in beiden Tabellen zu
- Gewebe, Multiaxialgelege, Geflecht, UD-Verstärkungshalbzeug
Wofür werden 3D-Gewebe eingesetzt und warum?
Z.b. um Profile herzustellen.
macht es möglich komplexe Faserarchitekturen zu fertigen
Nennen Sie zwei Halbzeugtypen, die üblicherweise im Pressverfahren verarbeitet werden.
Sheet Molding Compound (SMC)
Bulk Molding Compound (BMC)
Die Wahl eines Fertigungsverfahrens hängt unter anderem von den geforderten Stückzahlen ab. Ordnen Sie folgende drei Verfahren aufsteigend, d.h. 1) „niedrigste Stückzahlen“, 3) „höchste Stückzahlen“, nach den erreichbaren Stückzahlen ein: Handlaminierverfahren, Harzinjektionsverfahren, Harzinfusionsverfahren.
Handlaminierverfahren
Harzinfusionsverfahren
Harzinjektionsverfahren
Ordnen Sie den vier nachfolgend aufgeführten Bauteilen ein geeignetes Fertigungsverfahren zu
Worin besteht der wesentliche Unterschied bei der Verarbeitung von duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen im Spritzgießverfahren?
Thermoplaste nach der Polymerisation & Duroplasten während oder vor der Polymerisation verarbeitet werden
Nennen Sie drei Vorteile von thermoplastischen Matrixwerkstoffen.
Schweiß- und Klebbarkeit
höhere Schlagzähigkeit und Bruchdehnung
Vielfahlt der Herstellungs- und Formgebungsverfahren
Nennen Sie drei typische duroplastische Matrixwerkstoffe und ordnen Sie jeweils den zugehörigen Härtungsmechanismus zu
Harz + Härter = Warmhärtung
Harz + Härter = Kalthärtung
Harz + Härter + Beschleuniger = Lichthärtung
An bestimmte Bauteile, wie bspw. Verkleidungsteile von Schienenfahrzeugen, werden hohe Brandschutzanforderungen gestellt. Welcher duroplastische Matrixwerkstoff ist für solche Anwendungen am besten geeignet?
Phenolharz (PF)
Nennen Sie drei Vorteile von thermoplastischen Matrices
hohe Steifigkeit/Festigkeit
Imprägnierung und Formgebung der Faser
erhöhte Schlagzähigkeit
Nennen Sie die beiden Arten von Festigkeitskriterien sowie einen Vertreter jeder Gattung
Pauschalbruchkriterium (Tsai/wu)
differenzierendes Bruchkriterium (Puck)
Welche Methode des Qualitätsmanagements würden Sie einsetzen, um Liegezeiten und Lagerbestand zu reduzieren?
Wertstromanalyse
Mit welcher Messtechnik lassen sich innenliegende Fehler in FVKFertigteilen besonders gut detektieren?
Ultraschall
Glasfaser - WIndräder
Aramidfasder - Schutzkleiudung
Maximaler Faservolumengehalt in hexagonaler Packung
90,7 %
Sicherheit j?
j = o zul / o = o zul / (F/d*b)
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