Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
Die Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von geschweißten kurzfaserverstärkten Thermoplasten ist eine prüftechnische Herausforderung, da das Materialverhalten bedingt durch lokal unterschiedliche Faserorientierungen und -konzentrationen inhomogen ist. Es können Dehnungskonzentrationen entstehen, welche einen signifikanten Einfluss auf die Belastbarkeit des Bauteils haben. Im Bereich der Schweißnaht kommt es durch den IR-Schweißprozess neben der Umorientierung der Fasern zu einer thermischen Belastung des Polymers, was eine lokale Veränderung des Materialverhaltens zur Folge hat. Zusätzlich kann es zu geometrischen Abweichungen wie Versatz- und Winkelfehlern kommen, welche einen signifikanten Einfluss auf die resultierende Festigkeit haben können.
Im Rahmen dieses Vortrages werden die Ergebnisse von quasistatischen Zugprüfungen an infrarotgeschweißten kurzfaserverstärkten Thermoplasten vorgestellt. Dabei werden zwei Materialien mit unterschiedlichen Faservolumengehalten untersucht, PA6 GF50 und PPA GF35. Mit Hilfe der optischen Bildkorrelation (3D-DIC) werden die Dehnungen auf der Oberfläche des Prüfkörpers bestimmt, wodurch sich kritische Bereiche ortsaufgelöst schon bei geringen Dehnungen identifizieren lassen. Für beide Materialen werden die Auswirkungen verschiedener IR-Schweißprozessparameter auf die Geometrie der Fügepartner und das lokale und globale Deformationsverhalten sowie die Zugfestigkeit präsentiert. Neben den zugehörigen DIC Daten beinhaltet dies auch CT Untersuchungen zur Bewertung der lokalen Faserorientierung. Die Versuchsergebnisse werden mit Simulationsergebnissen verglichen.
Abstract
Erwerben Sie einen Zugang, um dieses Dokument anzusehen.
© 2026