Laserdurchstrahlschweißen kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe und thermoplastischer Polymere

Autor: Peter Jäschke

ISBN: 978-3-943104-70-7

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2012

Herausgeber der Reihe: Dietmar Kracht

Band-Nr.: LZH 05/2012

Umfang: 154 Seiten, 55 Abbildungen

Schlagworte: Faserverbundwerkstoffe, Kohlenstofffaser, CFK, Laser, Durchstrahlschweißen, Fügen

Kurzfassung: Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe erfahren aufgrund ihrer ausgezeichneten gewichtsspezifischen Eigenschaften eine immer weitere Verbreitung in industriellen Anwendungen. Im Gegensatz zu duroplastischen Werkstoffen sind für Systeme auf Basis thermoplastischer Matrices Schweißverfahren realisierbar. Das Laserdurchstrahlschweißen gilt heute als ein industriell etabliertes Fügeverfahren für unverstärkte und kurzglasfaserverstärkte thermoplastische Kunststoffe. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Generierung eines grundlegenden Prozessverständnisses unter Anwendung kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkter Verbundwerkstoffe im Rahmen eines Laserdurchstrahlschweißprozesses. Signifikante Unterschiede zum Prozessverhalten beim Fügen unverstärkter Thermoplaste stellen die durch die Faserverstärkung induzierte hohe Wärmeleitung sowie fluktuierende Absorptionseigenschaften für die Schweißwellenlänge dar. Entsprechend werden Maßnahmen zur Steigerung der Prozesssicherheit abgeleitet, um dem Einfluss der Kohlenstofffaserverstärkung auf die Verbindungsbildung Rechnung zu tragen.