TriPhaHyb

Durch die gezielte Auswahl, Modifikation und Zusammensetzung unterschiedlicher Kunststoffe und Verstärkungsfasern bieten Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) einzigartige Möglichkeiten zur anwendungsfallbezogenen Einstellung und Optimierung von Bauteileigenschaften. So kann gezeigt werden, dass beispielsweise durch die Kombination von Stahlfasern und klassischen Verstärkungsfasern innerhalb eines hybriden FKV die richtungsabhängigen, mechanischen und bruchmechanischen Eigenschaften in weiten Bereichen eingestellt werden. Insbesondere im Hinblick auf die Anpassung von bruchmechanischen Eigenschaften wie die an ein Versagen gekoppelte Energieabsorption sind neben den mechanischen Eigenschaften der Hybridisierungspartner vor allem auch die angewandte Hybridisierungsstrategie und die daraus resultierende Werkstoffmikrostruktur entscheidende Einflussgrößen.

Während vorangegangene Untersuchungen technologiebedingt vorwiegend auf die Untersuchung von auf Einzelschichtebene hybridisierten FKV fokussiert sind, konzentrieren sich die aktuellen Arbeiten auf die Herstellung, Charakterisierung und Beschreibung von auf Filamentebene hybridisierten FKV. Hierzu werden aus Glas-, Stahl- und Polypropylenfilamentgarnen mit Hilfe einer modifizierten Lufttexturiermaschine dreiphasige Hybridfilamentgarne und im weiteren Verlauf mit Hilfe von Wickel- und Presstechnologien Hybridlaminate hergestellt. Zur Charakterisierung der mit dieser Hybridisierungstechnologie verbundenen Einstellmöglichkeit der Werkstoffmikrostruktur sowie der daraus entstehenden Konsequenzen für das mechanische Verhalten erfolgt neben der experimentellen Untersuchung eine detaillierte numerische Werkstoffcharakterisierung mit Hilfe von repräsentativen Volumenelementen.

• Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik – ITM (Technische Universität Dresden)