Einfl uss von Ultraschallschweißdauer und -amplitude auf die Festigkeit von hybriden Tape-Organoblechverbunden mit unverstärkter Zwischenschicht

Ultraschallschweißen ist eine vielversprechende Technologie zum Fügen von endlosfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen (TP-FVK) [1]. In der Fügenaht von TP-FVK mit hohem Faservolumenanteil kann jedoch die Festigkeit reduziert werden, wenn nicht genügend Matrixmaterial in der Fügezone vorliegt [2, 3]. Somit werden im Rahmen dieses Beitrags die Auswirkung der Dicke der Matrix-Zwischenlage auf die Haftfestigkeit eines Verbunds aus einem kohlenstofffaserverstärkten Laminat aus Tapes mit einem glasfasergewebeverstärkten Organoblech, jeweils mit Polypropylenmatrix, untersucht. Die Dicke der Matrix-Zwischenlage wurde variiert, indem 0, 1 oder 2 Lagen einer unverstärkten PP-Folie in die Fügezone eingebracht wurden. Die resultierende Haftfestigkeit im Zugscherversuch wurde nach ISO 4587 ermittelt. Weiterhin wurden die Fügezonen mikroskopisch analysiert. Die Ergebnisse zeigen bei einem geringen Energieeintrag im Schweißprozess einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Zwischenschichtdicke und erzielbarer Bruchfestigkeit. Durch das Einbringen der Matrix-Zwischenlagen konnte die Bruchfestigkeit gesteigert werden. Bei einem hohen Energieeintrag im Schweißprozess kam es jedoch zu einem deutlichen Austrieb von Faser- und Matrixmaterialien aus der Fügezone und dieser erschwerte eine eindeutige Korrelation.