Entwicklung eines Verfahrens zur Weiterverwertung von Produktionsverschnitt aus unausgehärtetem Epoxidharz-Prepreg
Tassilo Witte
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Tassilo Witte, Entwicklung eines Verfahrens zur Weiterverwertung von Produktionsverschnitt aus unausgehärtetem Epoxidharz-Prepreg (2022), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832584450
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Description / Abstract
Wie können Produktionsabfälle einer industriellen Faserverbundfertigung wiederverwertet werden?
Seit den frühen achtziger Jahren werden kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in der Luftfahrtindustrie in großem Umfang eingesetzt. Erst jüngere Entwicklungen richteten den Fokus auch auf das Ende des Produktlebenszyklus, das Recycling dieser Werkstoffe. Zwar können CFK-Werkstoffe bereits heute mittels Thermolyse recycelt werden, dabei geht jedoch die Hälfte des Werkstoffes â der Polymeranteil â verloren. Die Arbeit widmet sich der Frage, wie CFK-Produktionsreste verlustfrei direkt weiterverwertet werden können und stellt technisch validierte Lösungen zur Verarbeitung sowie ein Modell zur analytischen Abschätzung der mechanischen Eigenschaften solcher Mehrphasenverbunde dar.
Seit den frühen achtziger Jahren werden kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in der Luftfahrtindustrie in großem Umfang eingesetzt. Erst jüngere Entwicklungen richteten den Fokus auch auf das Ende des Produktlebenszyklus, das Recycling dieser Werkstoffe. Zwar können CFK-Werkstoffe bereits heute mittels Thermolyse recycelt werden, dabei geht jedoch die Hälfte des Werkstoffes â der Polymeranteil â verloren. Die Arbeit widmet sich der Frage, wie CFK-Produktionsreste verlustfrei direkt weiterverwertet werden können und stellt technisch validierte Lösungen zur Verarbeitung sowie ein Modell zur analytischen Abschätzung der mechanischen Eigenschaften solcher Mehrphasenverbunde dar.
Description
Tassilo Witte, geboren 1983 in Düsseldorf, ist Ingenieur und Betriebswirtschaftler. Er studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Technischen Universität Dresden und vertiefte sich dort am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik auf die Fachrichtung Leichtbauwesen. Nach seinem Diplom stieg er als Entwicklungsingenieur in die Material- und Prozessentwicklung in der Luft- und Raumfahrt-Branche ein. Parallel dazu promovierte er über Verfahren zur Wiederverwertung von Prepreg-Produktionsabfällen an der Universität Bremen.
Table of content
- BEGINN
- Abkürzungen
- 1 Einführung
- 1.1 Ziel dieser Arbeit
- 1.2 Struktur der Arbeit und Arbeitsbereiche
- 2 Theoretische Grundlagen
- 2.1 Abfallwirtschaftliche Grundlagen
- 2.2 Wertstoffströme bei der Produktion von Luftfahrtbauteilen
- 3 Werkstoffe und Fertigungstechnologien
- 3.1 Vorimprägnierte Faserhalbzeuge (Prepregs)
- 4 Entstehung von unausgehärtetem CFK-Prepregverschnitt
- 4.1 Die Prozesskette zur Herstellung hochbelasteter CFK-Bauteile aus vorimprägnierten Halbzeugen
- 4.2 Allgemeine Analyse der Verschnitt- und Abfallformen
- 4.3 Ableitung von relevanten Arbeitsfeldern im Kontext der direkten Weiterverwertung
- 5 Stand der Technik
- 5.1 Recyclingprozesse für Faserverbundwerkstoffe
- 5.2 Aufbereitung von unausgehärtetem Prepreg
- 5.3 Zusammenfassung und Diskussion
- 5.4 Qualitative Diskussion zum Einfluss relevanter Parameter der Mischung auf Zielgrößen dieser Entwicklung
- 6 Verfahren zur Weiterverwertung von unausgehärtetem CFK-Prepreg
- 6.1 Aufbereitung von unausgehärtetem CFK-Prepreg
- 6.2 Anforderungen an den reBMC-Prozess
- 6.3 Technischer Prozess zur Weiterverwertung unausgehärteten Prepregs
- 6.4 Verwertung von aufbereitetem Prepregverschnitt
- 6.5 Mischen einer faserverstärkten Fließpressmasse (BMC) aus unausgehärtetem Prepreg
- 6.6 Prozess der Verarbeitung von reBMC
- 6.7 Herstellung BMC-artiger Pressmassen aus unausgehärtetem Prepreg
- 6.8 Untersuchung des Alterungseinflusses auf UD-Prepreg-Laminate und aus überlagertem Prepreg hergestelltem reBMC
- 6.9 Herstellbarkeit von Bauteilen aus reBMC
- 6.10 Verbesserungspotential des reBMC-Prozesses
- 6.11 Zusammenfassung und Diskussion
- 7 Die mechanischen Eigenschaften eines Vier-Phasen-Verbundes
- 7.1 Beschreibungsgegenstand
- 7.2 Modellierung des Verhaltens von Kurzfaser-Partikel-Verbundwerkstoffen
- 7.3 Eigene Modellsynthese
- 7.4 Abgleich des Modells mit experimentellen Daten
- 7.5 Diskussion des erarbeiteten Modells
- 8 Abschließende Zusammenfassung
- 9 Anhang
- 9.1 Tabellenverzeichnis
- 9.2 Abbildungsverzeichnis
- 10 Literaturverzeichnis
- 11 Veröffentlichungen und studentische Arbeiten
- 11.1 Veröffentlichungen
- 11.2 Studentische Arbeiten