Mehr als 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der ganzen Welt präsentierten auf der diesjährigen Composites and Materials Expo (CAMX), der größten Veranstaltung für Verbundwerkstoffe und deren Verarbeitungstechnologien in Nordamerika, ihre Forschungsergebnisse zu aktuellen und innovativen Themen. Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) war mit einem Vortrag zum Thema thermoplastische Sandwichstrukturen vertreten.

Das IFW forscht an seiner Außenstelle in Stade an vielfältigen Themen, um die Mobilität der Zukunft durch den Einsatz von leichten leichterer Verbundwerkstoffe nachhaltig zu gestalten. Ein großer Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf dem Einsatz und der Verarbeitung von thermoplastischen Materialien, da diese gegenüber konventionellen duroplastischen Werkstoffen große Vorteile hinsichtlich ihrer Recyclingfähigkeit und Schweißbarkeit von Strukturen bieten. Durch die in-situ Konsolidierung kann zudem der energie- und zeitaufwendige, nachgelagerte Autoklavprozess eingespart werden.  

In dem von der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) geförderten Projekt „TheSaLab – Grundlagen zur Herstellung von Thermoplast-Sandwichstrukturen mittels Laser-basiertem in-situ Thermoplast Automated Fiber Placement “ untersucht das IFW unter anderem die optischen Eigenschaften der Fügepartner und deren Wechselwirkung mit dem Laser.

Christopher Schmitt, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IFW, präsentierte auf der CAMX erste Ergebnisse seiner experimentellen Studie zu den optischen Wechselwirkungen zwischen CF/LM PAEK-Slit-Tapes und PEI-Schaumkernen während des Deckschichtaufbaus von Sandwichstrukturen. Aus den Untersuchungen geht hervor, dass die starke Reflektion der Laserstrahlung an der Schaumkernoberfläche zu einer indirekten Erwärmung des zu fügenden Tapes, insbesondere in der Nähe des Kontaktpunktes, führt. Dies wirkt sich sehr positiv auf die Konsolidierung der ersten Lage mit dem Schaumkern aus. In darauf aufbauenden optischen Prozesssimulationen konnte dieser Effekt nachgebildet werden.