Fragenkatalog Technologie der polymeren Faserverbundwerkstoffe, Prozesse
• Welche drei Arten des Leichtbaus und der dazugehörigen Strategien unterscheidet
man?
o Konzeptleichtbau
o Formleichtbau
o Fertigungsleichtbau
o Stoffleichtbau
• Was besagt die Fehlstellenhypothese?
o Faserverbundkunststoffe weisen stets Fehlstellen als Abweichung von der
Idealgeometrie auf. Diese sind abhängig vom Durchmesser, wobei bei dünnen
Verstärkungsfasern weniger Fehlstellen vorliegen, sodass diese trotz des
geringeren Querschnitts tragfähiger sind.
• Erklären Sie die Drapierbarkeit.
o Unter Drapierbarkeit wird die sphärische Verformbarkeit eines textilen
Flächengebildes ohne Faltenbildung verstanden.
• Erklären Sie das TFP-Verfahren und nennen Sie Vor- und Nachteile.
o Das Tailored fiber placement ist ein auf dem Nähprinzip basierendes textiles
Fertigungsverfahren zur kontinuierlichen Ablage von Fasermaterial für
Composite-Bauteile. Das Fasermaterial wird mit einem oberen und unteren
Nähfaden auf einem Trägermaterial fixiert. Ein Vorteil ist die Möglichkeit zum
lastgerechten Ablegen und Fixieren der Fasern. Nachteilig ist insbesondere die
Schwächung des Rovings durch das Nähgarn, die zu ungewollten
Ondulationen führen kann.
• Wie ist ein dtex definiert? Wie kann hieraus der Querschnitt berechnet werden?
o 1 tex = 10 dtex = 1 g / 1.000 m
o Der Querschnitt folgt aus der Dichte
• Welche drei Klassen der Thermoplasten kennen Sie?
o Standardthermoplasten z. B. PP
o Technische Thermoplasten z. B. PA
o Hochleistungsfähige Thermoplasten z. B. PEEK
• Erklären Sie die Folgen eines erhöhten Molekulargewichtes auf die
Verarbeitungseigenschaften einer Verstärkungsfaser.
, o Ein erhöhtes Molekulargewicht geht mit einer erschwerten Ausbildung der
kristallinen Bereiche einher.
o Hierdurch kann bei der Differenzkalorimetrie eine kleinere Fläche unter der
Kurve festgestellt werden und eine geringere Schmelzenthalpie.
o Zudem liegt eine schlechtere Fließfähigkeit und somit eine höhere Viskosität
vor, was die Verarbeitbarkeit weiter erschwert.
• Wo liegen beim Verfahren der differential scanning calorimetry endotherme und
exotherme Reaktionen vor?
o Endotherme Reaktionen treten beim Schmelzen auf, da hier Energie
aufgenommen wird.
o Exotherme Reaktionen treten beim Kristallisieren auf, wobei Energie
freigesetzt wird.
• Was schließen Sie aus der Faserbezeichnung 240f36 für Rückschlüsse?
o Es liegt eine Faser mit einer Feinheit von 240 dtex und einer spezifischen
Festigkeit von 36 cN/tex vor.
• Welche zwei Arten der Fadenspannung unterscheidet man bei der Faserherstellung?
o Spinnverzug (je Abdrehgeschwindigkeit)
o Verstreckung (bei anschließenden Rollen)
• Welche Möglichkeiten haben Sie bei der Veränderung des Werkstoffs, um die
Fließfähigkeit zu verbessern?
o Zugabe von Additiven (Weichmachern) und Blenden unterschiedlicher
Kunststoffe (Mischen)
• Welche Extruderart eignet sich vornehmelich für das Aufschmelzen reiner Polymere
und welche für das Blenden?
o Einschneckenextruder sind gut für das Aufschmelzen geeignet, für eine bessere
Knetwirkung beim Blenden eignen sich Doppelwellenextruder.
• Wieso ist bei der Kunststoffverarbeitung das Entgasen notwendig?
o Entfernung von Feuchtigkeit Entfernung von Restmonomeren und
Verunreinigungen
• Definieren Sie ein Copolymer.
o Copolymere sind Polymere, die aus zwei oder mehr verschiedenartigen
Monomereinheiten zusammengesetzt sin
• Erklären Sie die Motivation zum Einsatz von FVK.
o Leichtbau ermöglichen
• Welche drei Arten des Leichtbaus und der dazugehörigen Strategien unterscheidet
man?
o Konzeptleichtbau
o Formleichtbau
o Fertigungsleichtbau
o Stoffleichtbau
• Was besagt die Fehlstellenhypothese?
o Faserverbundkunststoffe weisen stets Fehlstellen als Abweichung von der
Idealgeometrie auf. Diese sind abhängig vom Durchmesser, wobei bei dünnen
Verstärkungsfasern weniger Fehlstellen vorliegen, sodass diese trotz des
geringeren Querschnitts tragfähiger sind.
• Erklären Sie die Drapierbarkeit.
o Unter Drapierbarkeit wird die sphärische Verformbarkeit eines textilen
Flächengebildes ohne Faltenbildung verstanden.
• Erklären Sie das TFP-Verfahren und nennen Sie Vor- und Nachteile.
o Das Tailored fiber placement ist ein auf dem Nähprinzip basierendes textiles
Fertigungsverfahren zur kontinuierlichen Ablage von Fasermaterial für
Composite-Bauteile. Das Fasermaterial wird mit einem oberen und unteren
Nähfaden auf einem Trägermaterial fixiert. Ein Vorteil ist die Möglichkeit zum
lastgerechten Ablegen und Fixieren der Fasern. Nachteilig ist insbesondere die
Schwächung des Rovings durch das Nähgarn, die zu ungewollten
Ondulationen führen kann.
• Wie ist ein dtex definiert? Wie kann hieraus der Querschnitt berechnet werden?
o 1 tex = 10 dtex = 1 g / 1.000 m
o Der Querschnitt folgt aus der Dichte
• Welche drei Klassen der Thermoplasten kennen Sie?
o Standardthermoplasten z. B. PP
o Technische Thermoplasten z. B. PA
o Hochleistungsfähige Thermoplasten z. B. PEEK
• Erklären Sie die Folgen eines erhöhten Molekulargewichtes auf die
Verarbeitungseigenschaften einer Verstärkungsfaser.
, o Ein erhöhtes Molekulargewicht geht mit einer erschwerten Ausbildung der
kristallinen Bereiche einher.
o Hierdurch kann bei der Differenzkalorimetrie eine kleinere Fläche unter der
Kurve festgestellt werden und eine geringere Schmelzenthalpie.
o Zudem liegt eine schlechtere Fließfähigkeit und somit eine höhere Viskosität
vor, was die Verarbeitbarkeit weiter erschwert.
• Wo liegen beim Verfahren der differential scanning calorimetry endotherme und
exotherme Reaktionen vor?
o Endotherme Reaktionen treten beim Schmelzen auf, da hier Energie
aufgenommen wird.
o Exotherme Reaktionen treten beim Kristallisieren auf, wobei Energie
freigesetzt wird.
• Was schließen Sie aus der Faserbezeichnung 240f36 für Rückschlüsse?
o Es liegt eine Faser mit einer Feinheit von 240 dtex und einer spezifischen
Festigkeit von 36 cN/tex vor.
• Welche zwei Arten der Fadenspannung unterscheidet man bei der Faserherstellung?
o Spinnverzug (je Abdrehgeschwindigkeit)
o Verstreckung (bei anschließenden Rollen)
• Welche Möglichkeiten haben Sie bei der Veränderung des Werkstoffs, um die
Fließfähigkeit zu verbessern?
o Zugabe von Additiven (Weichmachern) und Blenden unterschiedlicher
Kunststoffe (Mischen)
• Welche Extruderart eignet sich vornehmelich für das Aufschmelzen reiner Polymere
und welche für das Blenden?
o Einschneckenextruder sind gut für das Aufschmelzen geeignet, für eine bessere
Knetwirkung beim Blenden eignen sich Doppelwellenextruder.
• Wieso ist bei der Kunststoffverarbeitung das Entgasen notwendig?
o Entfernung von Feuchtigkeit Entfernung von Restmonomeren und
Verunreinigungen
• Definieren Sie ein Copolymer.
o Copolymere sind Polymere, die aus zwei oder mehr verschiedenartigen
Monomereinheiten zusammengesetzt sin
• Erklären Sie die Motivation zum Einsatz von FVK.
o Leichtbau ermöglichen
