Entwicklung und Untersuchung eines Fügeverfahrens für Polyetherketonketon (PEKK) Faserkunststoffverbunde (Masterarbeit)

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird ein Fügeverfahren für Polyetherketonketon-Faserkunststoffverbunde (PEKK-FKV), welches ein Schweißen von Bauteilen unterhalb deren Schmelztemperatur ermöglicht, entwickelt und untersucht. Hierzu wurde eine PEKK-PEKK-Materialkombination ausgewählt und mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) thermisch analysiert. Anhand der Ergebnisse der thermischen Materialanalyse wurden die Parameter für fünf verschiedene Fügeprozesse definiert. Der Übergangsbereich zwischen den Fügepartnern (Fügezone) wurde mittels Ultraschall, Lichtmikroskop sowie Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht. Der Fokus der REM-Untersuchungen lag dabei auf der Morphologie der Fügezone, um auf Diffusionsprozesse im Bereich der Fügegrenzflächen rückzuschließen. Die mechanische Charakterisierung der Fügeprozesse erfolgte anhand von Druckscherversuchen. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Fügeverfahren ermöglicht das Schweißen von PEKK-FKV unterhalb deren Schmelztemperatur. Die Fügetemperatur liegt dabei 60 ◦C unterhalb der Bauteil-Verarbeitungstemperatur. Mit einem Schweißfaktor von 0,93 werden Fü- gefestigkeitswerte im Bereich der Bauteilfestigkeit erreicht. Die Elimination der Grenzflächen innerhalb der Fügezone wurde mittels morphologischer REM-Untersuchungen validiert.