Wie lässt sich die Imprägnierung von vorimprägniertem Material aus thermoplastischen Kohlenstofffasern verbessern?

Thermoplastische Harze weisen bei hohen Temperaturen eine hohe Viskosität auf und neigen dazu, an der Oberfläche von Kohlenstofffasern zu haften. Das macht es schwierig, eine gleichmäßige Verteilung und Imprägnierung zu erreichen. Um dieses Problem zu lösen, muss man sich überlegen, wie man die Fließfähigkeit der thermoplastischen Harze verbessern kann, damit sie in die verschiedenen Teile des Materials eindringen können und nach und nach eine gründliche Imprägnierung erreicht wird. Im Folgenden werden einige Erkenntnisse aus der Produktion vorgestellt, die unter diesen Gesichtspunkten erforscht werden können.

Optimieren Sie die Harzformulierung

Die Auswahl eines thermoplastischen Harzes mit geeigneter Viskosität, Oberflächenspannung und Reaktivität ist entscheidend für eine effektive Imprägnierung. Das Harz muss über geeignete Fließeigenschaften verfügen, um das Faserbündel angemessen zu infiltrieren. Durch Anpassung der Harzrezeptur kann die Viskosität ohne Leistungseinbußen verringert und damit die Fähigkeit zur Durchdringung von Kohlenstofffasern verbessert werden.

Vorbehandlung von Kohlenstofffasern

Oberflächenbehandlungen wie Plasmabehandlung, Coronabehandlung oder Schlichten können die Oberflächeneigenschaften von Kohlenstofffasern verändern und ihre Haftung am Harz verbessern. Das Schlichtemittel dient als Bindeglied zwischen der Faser und der Matrix und fördert eine bessere Benetzung der Faser durch das Harz. Eine geeignete Vorbehandlung kann die Imprägnierwirkung erheblich verbessern.

Temperatur- und Druckregelung

Der Imprägnierungsprozess beinhaltet in der Regel die Anwendung von Hitze und Druck, um den Harzfluss zu erleichtern. Bei der Herstellung von Prepregs ist eine präzise Steuerung der Temperatur- und Druckparameter unerlässlich, um ein optimales Eindringen des Harzes in die Kohlenstofffasern zu gewährleisten. Höhere Temperaturen können die Viskosität des Harzes verringern, während ein angemessener Druck das vollständige Eindringen des Harzes in das Faserbündel fördert.

Vakuum-unterstützte Harzübertragung

Durch Vakuumunterstützung während des Imprägniervorgangs können Luft und flüchtige Stoffe effektiv aus dem Prepreg entfernt werden, was ein besseres Eindringen des Harzes in die Faserbündel fördert. Die Vakuumkonsolidierung gewährleistet eine gleichmäßigere Harzverteilung und minimiert die Bildung von Hohlräumen, wodurch die Imprägnierqualität des Prepregs verbessert wird.

Techniken der Harzinfusion

Harz-Transfer-Molding (RTM) und Harz-Infusionsverfahren sind fortschrittliche Technologien, die für eine gleichmäßige Imprägnierung von Kohlenstofffasern eingesetzt werden können. Diese Verfahren ermöglichen einen kontrollierten und gleichmäßigen Harzfluss im gesamten Prepreg, wodurch die Imprägnierwirkung und die Gesamtqualität des Endprodukts verbessert werden.