Verbundwerkstoff Lokale Verstärkung thermoplastischer Pressmassen

Konstrukteure nutzen immer häufiger Hochleistungsverbundwerkstoffe wie Tepex von Bond-Laminates, um die mechanische Leistungsfähigkeit von Bauteilen aus faserverstärkten thermoplastischen Formpressmassen zu steigern.

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Jüngstes Beispiel dafür ist die Teilabdeckung des Nachschalldämpfers vom BMW i8. Sie wird im DLFT-Verfahren (Direct Long Fiber Thermoplastic) aus einer Polypropylen-Pressmasse hergestellt, die mit Langglasfaser-Rovings verstärkt ist. Als Decklage findet dabei ein Einleger aus Tepex Dynalite 104-RG601 Verwendung. Laut Harri Dittmar, Composite-Experte bei Bond-Laminates, sorgt dieser mit seiner Steifigkeit bei hohen Temperaturen dafür, dass sich die Teilabdeckung durch die Hitze in der Umgebung des Nachschalldämpfers nicht verformt und versagt. Des weiteren verbessert das Composite die Festigkeit und Schlagzähigkeit des Bauteils auch bei Frost.

Steifigkeit und Schlagzähigkeit

Der Einleger aus Tepex ist 0,5 mm dick und besteht aus einer Polypropylenmatrix, in die 47 % Vol. Endlosglasfaser-Rovings als einlagiges Gewebe eingearbeitet sind. Laut Dittmar nimmt die Steifigkeit der Teilabdeckung durch diesen Einsatz bei Raumtemperatur rund um den Faktor 4 und bei der Betriebstemperatur des Nachschalldämpfers etwa um das Sechsfache zu. Auch die Schlagzähigkeit verbessert sich. In Durchstoßversuchen nach DIN EN ISO 6603-2 zeigte sich, dass die verwendete Variante von Tepex Dynalite bei Raumtemperatur rund acht- bis neunmal schlagzäher ist als eine DLFT-Formmasse auf Basis von Polypropylen.

Im Falle anderer thermoplastischer Pressmassen und Umformmaterialien ist der Einsatz von Tepex zur lokalen Bauteilverstärkung ebenfalls möglich. Tepexverstärkte DLFT-Polypropylenmaterialien verfügen über ähnliche mechanische Eigenschaften wie glasmatten- und glasgewebeverstärkte Thermoplastsysteme (GMT und GMTex) auf Polypropylenbasis. In Kombination mit dem DLFT-Verfahren können beispielsweise Unterbodenkomponenten hergestellt werden. Auch polypropylenbasierte, glasfaserverstärkte Mischfaservliese (Low Weight Reinforced Thermoplastics, LWRT), aus denen unter anderem wegen ihrer hohen Schallabsorption Unterbodenverkleidungen produziert werden, lassen sich mit Decklagen aus Tepex versteifen. Die akustische Wirksamkeit bleibt bei der Verwendung von einlagigem Tepex erhalten. Die Bauteile halten so auch den mechanischen Belastungen des Straßenverkehrs stand. (lz)

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