Lernmaterialien für Leichtbau auf Basis von Kunststoffen an der Hochschule Osnabrück

- Stoffleichtbau

- Formleichtbau

- Bedingungsleichtbau

- Konzeptleichtbau

- Fertigungsleichtbau

• direkte Umsetzung vom Rohstoff (i. d. R. Granulat) zum Fertigteil

• unterschiedlichste spritzgießgeeignete Rohstoffe

• geringe bis keine Nacharbeit der Formteile

• vollautomatisierbares Fertigungsverfahren

• hohe Reproduziergenauigkeit

• hohes Integrationspotenzial

• Formteilgewichte von 10-4 g bis mehrere 102 kg

-  Nebeneinander von harten kristallinen und weichen amorphen Bereichen

- Verbundbauweise 

- Vollwandschalsensysteme

- Differentialbauweise

- Integralbauweise

- Integrierende Bauweise

- Hybridbauweise

- Modulbauweise

-  Wechsel der Werkstoffe 

- Artgleicher Werkstoff

- Fertigungsleichtbau

- Leichtbaukennzahlen

Glasfaser: - E =  gute elektrische Eigenschaften 

- R/S = hochfest resistance, strength

Naturfasern: - Hanf, Flachs

Kohlenstofffasern: - HT = Hochfest, UHT = sehr hochfest
Synthetische Fasern: - Aramidfaser, - Polyethylenfaser

- Starke kovalente Bindungen Zwischen Sauerstoff und Silizium im dreidim. Netzwerk

---> hohe Festigkeit / E-Modul

---> kovalente Bindungen nehmen hohe Kräfte auf

- Amorphe Struktur --> Isotrop (im Gegensatz zur C-/Aramidfaser)

• mit zunehmender Belastung steigt der E-Modul 
• hochfest und hochsteif bis 500 °C
  • -->Festigkeit: 1500-3500 MPa // Steifigkeit: 180-500 GPa
• leicht: r = 1,6-2,0 g/cm3
• außerordentlich korrosionsbeständig
• gut elektrisch und thermisch leitend (ca. 6,7x104 S/m)
•  stark anisotrop 
  • auch der Wärmeausdehnungskoeffizient ist anisotrop
• spröde und knickempfindlich

- Erstarrung:

• Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand

• bei chemisch einheitlichen Stoffen beim Unterschreiten der druckabhängigen Erstarrungstemperatur

- Thermoplaste:

• Während der Abkühlung gelangen die Makromoleküle wieder derart nah aneinander, dass die Nebenvalenzkräfte plötzlich wieder erstarken können.
• Ist ein Thermoplast molekular günstig gebaut, gelangen die Makromoleküle sogar sehr dicht aneinander und kristallisieren.

- Elastomere und Duromere:

• Makromoleküle gelangen zwar auch sehr nah aneinander, aber die Erstarrung erfolgt in erster Linie durch Bildung von Hauptvalenzbindungen zwischen den Makromolekülen und den Molekülketten. Es bildet sich ein weitmaschiges Netz (Elastomere) bzw. ein engmaschiges Netz (Duroplaste).

Harz: Polymerkettensegmente
Härter: niedermolekular (kleine Moleküle) 

Beschleuniger: Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit Inhibitor: Erniedrigung der Reaktionsgeschwindigkeit

1. Polymerisation 

2. Polyaddition 

3. Polykondensation