Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Rheologische Charakterisierung von PU-SMC

Art der Arbeit

Bachelor- oder Masterarbeit

Motivation / Themenbeschreibung

Aufgrund der stetig steigenden Anforderungen hinsichtlich der Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und, damit einhergehend, der Emissionen von Fahrzeugen spielt der Leichtbau In der Automobilindustrie eine zunehmend wichtigere Rolle. Zur Erfüllung dieser Anforderungen bietet sich der Einsatz von faserverstärkten Kompositen an, welche hohe spezifischen mechanischen Kennwert bieten. Sheet molding compound (SMC) ist ein duromeres Halbzeug, welches unter anderem bei der Herstellung von Karosseriebauteilen eingesetzt wird. Am Fraunhofer ICT wird ein SMC basierend auf einem neuartigen Polyurethanharzsystem entwickelt. Gegenüber konventionellen SMC-Harzen bietet es potentiell Vorteile u.a. hinsichtlich Rezyklierbarkeit und Schlagzähigkeit. Gleichzeitig stellt die Verarbeitung dieses Harzes jedoch eine Herausforderung dar. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Fließeigenschaften dieses SMCs in Rheometer und in-situ Versuchen untersucht werden um ein grundlegendes Verständnis zu den Verarbeitungseigenschaften des Materials zu erlangen.

Inhalt

  • Durchführung von Viskositätsmessungen im Rheometer unter Variation der Harzformulierung (Katalysatortyp und –gehalt, Zugabe von Füllstoffen)
  • Halbzeugherstellung auf der Flachbahnanlage mit einer auf Basis der Viskositätsmessungen festgelegten Harzformulierung. Variation von Fasertyp und Fasergehalt
  • Durchführung von Fließpressversuchen im SMC Rheologiewerkzeug und Bestimmung der Dehnviskosität nach Dumont et al. unter Variation von Prozess- und Materialparametern

Themengebiet

SMC ist ein Halbzeug zur Herstellung von duromeren, faserverstärkten Kompositen. Die Hauptkomponenten sind Harz, Füllstoffe und Additive, sowie Verstärkungsfasern. Das Harz wird mit den Füllstoffen und Additiven vermischt, dann auf einer Flachbahnanlage in Form eines dünnen Films auf eine Trägerfolie aufgetragen. Die Fasern werden geschnitten und in zufälliger Orientierung auf den Harzfilm aufgetragen. Eine weitere Trägerfolie mit Harz deckt das Halbzeug ab. Es folgt typischerweise eine Reifung bis zur Einstellung der B-Stage. Anschließend wir das Halbzeug in einem Fließpressprozess zu Bauteilen verpresst.

Anforderungen

  • Grundkenntnisse zu faserverstärkten Kompositen
  • Interesse an experimenteller Arbeit

 

Beginn

ab sofort