TPRC erforscht In-situ-Konsolidierung via AFP für Thermoplast-Composites

Abbildung 1. Unterschiedliche Luftentfernungsmechanismen wie In-Plane-Permeation und Durchdickendiffusion für jeweils raues Band (oben) und glattes Band (unten). Quelle | TPRC

Das ThermoPlastics composites Research Center (TPRC, Enschede, Niederlande) untersucht derzeit einen zweistufigen Ansatz für die Fertigung thermoplastischer Composite-Strukturen, der die schnelle Ablage von vorimprägniertem thermoplastischem Band mittels automatisiertem Faserlegen (AFP) mit anschließender Vakuumbeutel-konsolidierung (VBO) kombiniert. Im Vergleich zur AFP mit In-situ-Konsolidierung Alternative, sagt TPRC, kombiniere sein AFP + VBO-Projekt die Ablage von Bandmaterial zu kosteneffektiven Raten mit einem erschwinglichen Nachbearbeitungsschritt, um die erforderliche Konsolidierungsqualität zu gewährleisten.

Abbildung 2. Unter Vakuumdruck konsolidierte Laminate mit freier (links) und eingeschränkter (rechts) In-Plane-Permeation; letztere wurde durch Abdichten der Laminatkanten mit Band erreicht. Quelle | TPRC

Hauptziel des Projekts, so TPRC, ist es, die kosteneffiziente Out-of-Autoclave (OOA) Fertigung fortgeschrittener Komponenten zu ermöglichen, indem Materialrichtlinien und Prozessmodelle entwickelt werden. Dies erfordert ein gründliches Verständnis der physikalischen Mechanismen, die die OOA-Konsolidierung von fasergelegten thermoplastischen Laminaten steuern – beispielsweise die In-Plane-Permeation und Diffusion eingeschlossener Luft während verschiedener Konsolidierungsphasen für verschiedene Materialkonfigurationen (Abbildung 1). TPRC sagt, die Mechanismen wurden qualitativ erforscht, wie am Effekt der Kantenversiegelung eines Stapels auf die Luftentfernung sichtbar (Abbildung 2).

TPRC merkt an, dass die Forschung noch andauert, und Messaufbauten für die quantitative Bestimmung sowohl Diffusions- als auch Permeations-bezogener Materialeigenschaften entwickelt werden.