| Titel | Wartungsfreie Gleitsysteme auf der Basis von Faserverbunden mit thermoplastischen Matrices |
| Autor | K. Kunze, M. Andrich, N. Modler, A. Leson, M. Leonhardt, H.-J. Scheibe, D. Lehmann |
| Infos zum Autor | Autorenanschrift: K. Kunze, M. Andrich, N. Modler Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), TU Dresden, A. Leson, M. Leonhardt, H.-J. Scheibe Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden D. Lehmann Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) |
| Inhalt | Zusammenfassung Die derzeitige Entwicklung in der Leichtbautechnologie ist geprägt durch steigende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der technischen Produkte. Aufgrund der enormen Fortschritte auf dem Gebiet der Polymer-, Textil- und Verarbeitungstechnik können derzeit bereits komplexe Bauteile mit komplizierter Geometrie und mit kraftflussgerechten Armierungen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) hergestellt werden. Thermoplaste besitzen dabei gegenüber duromeren Matrixsystemen den großen Vorteil, dass sie schweißbar, thermisch umformbar und vergleichsweise einfach zu recyclieren sind. Deshalb ist die Anwendung textilverstärkter Thermoplastverbunde, z.B. in der Automobilindustrie deutlich im Vormarsch. Neben dem Leichtbauaspekt liegt der Fokus der Forschungen auf der zusätzlichen Integration spezieller Funktionen oder Elemente – wie elektrische und/oder elektronische, aber auch tribologische Systeme. Da einige Thermoplaste gute selbstschmierende Eigenschaften besitzen, ist die Entwicklung von wartungsfreien Lagerungen oder Führungen aus den entsprechenden Verbundwerkstoffen von großem technischem Interesse. Für die Untersuchungen wurden daher PP als preiswerter Standardplast, PA66 als eingeführter Konstruktionskunststoff und PEEK als Hochleistungswerkstoff sowie diese Matrixsysteme mit PTFE-Modifikationen ausgewählt. Zur lokalen Reibungs- und Verschleißoptimierung in bestimmten Bereichen von FVK-Strukturen werden aus den genannten Thermoplasten faserverstärkte kleinflächige Zuschnitte, sogenannten Patches, hergestellt und in die Urform- bzw. Umformprozesse integriert. Als Gegenwerkstoff dient unbeschichteter oder DLC-beschichteter Stahl. Anhand eines aktuellen Anwendungsbeispiels werden die Konzepte zur Patch-Herstellung und -Integration für tribologisch optimierte Gleitsysteme in Leichtbaustrukturen vorgestellt. Abstract The current developments of lightweight construction technology are characterized by increasing demands on performance, reliability, efficiency and flexibility of technical products. Based on the enormous advances in the field of polymer, textile and processing technology, complex components with complex geometry and force flow adapted reinforcements can already be manufactured from fibre reinforced plastic (FRP). Compared with thermosets thermoplastic matrix systems have the advantage that they are weldable, thermally formable and relatively easy to recycle. Therefore the use of textile-reinforced thermoplastic composites for example in the automotive industry is processing. In addition to these aspects of lightweight construction the focus of research activities is on the integration of specific functions or elements such as electric or electronic, but also tribological systems. Since some thermoplastics have good self-lubricating properties, the development of maintenance-free bearings or guides from appropriate composites is of great technical interest. Therefore PP as a cheap standard plastic, PA66 as important engineering plastic, PEEK as high performance material and corresponding compounds with PTFE-modifications were selected. For optimization of friction and wear in certain local areas of FRP structures the mentioned thermoplastics will be equipped with fiber-reinforcements and prepared to small-scale cuts, called patches, and integrated in the original forming processes. As counter materials uncoated or DLC-coated steel are used. Based on an actual application example the concepts of patch production and integration are presented. |
| Datum | 2014 |
