Evaluation of repairing techniques for damaged natural fiber reinforced composites

Titel in Übersetzung: Entwicklung eines Reparaturprozesses für beschädigte naturfaserverstärkte Verbundwerkstoffe

Juan Cardenas Velasco

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Faserverstärkte Polymer-Verbundwerkstoffe, die in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie eingesetzt werden, können sich im Laufe der Zeit durch Stöße und Feuchtigkeitsaufnahme verschlechtern. Mit dem weit verbreiteten Einsatz von Verbundwerkstoffen ist in den letzten zehn Jahren die Nachfrage nach Technologien gestiegen, mit denen beschädigte Bauteile repariert statt ersetzt werden können. Darüber hinaus zeigt die Verwendung von biobasierten Bestandteilen in Verbundwerkstoffen einen Aufwärtstrend in der Industrie. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Reparatur von naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen, insbesondere von Verbundwerkstoffen auf Flachsbasis. Zu diesem Zweck werden zwei Harzformulierungen verwendet, ein biobasiertes Epoxidharz und ein Vitrimerharz. Jedes Harzsystem wird einer anderen Reparaturtechnik unterzogen: Injektionsreparatur für Verbundwerkstoffe auf Epoxidharzbasis und Umformung für Verbundwerkstoffe auf Vitrimerbasis. Die Probekörper wurden durch vakuumunterstützte Harzinfusion hergestellt. Die Probekörper wurden aus diesen Platten geschnitten. Ein Fallgewichtsschlagwerk wurde verwendet, um die Proben in einem kontrollierten Schlagversuch mit niedriger Geschwindigkeit zu beschädigen. Das Reparaturverfahren für beschädigte Proben auf Epoxidharzbasis umfasst die Harzinjektion mit Hilfe von Vakuum. Die beschädigten Probekörper auf Vitrimer-Basis wurden über einen Zeitraum von vier Stunden in einer Heizpresse bei 160 °C geformt. Die Effizienz der Reparaturmethoden wurde mit aktiver Thermografie und einem Drucktest nach dem Schlag geprüft. Beide Bewertungsmethoden zeigten, dass die Injektionsreparaturtechnik zu günstigen Ergebnissen führte, was die Wirksamkeit der Reparaturmethode für das gewählte System beweist. Obwohl die thermografischen Ergebnisse der Umformtechnik positiv waren, zeigten die Druckeigenschaften die Unwirksamkeit für das gewählte Naturfaser- und Vitrimersystem.
Titel in ÜbersetzungEntwicklung eines Reparaturprozesses für beschädigte naturfaserverstärkte Verbundwerkstoffe
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Fauster, Ewald, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung20 Okt. 2023
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2023

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Verbundwerkstoff-Reparatur
  • Flachs
  • Naturfaser-Verbundwerkstoff
  • Vitrimer
  • Injektionsreparatur
  • Umformung
  • Fallversuch
  • Thermografie
  • Compresion After Impact

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