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Rissausbreitungsmechanismen in FDM-Verstärkungsstrukturen unter dynamischer Beanspruchung

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Zusammenfassung

Das Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein etabliertes additives Fertigungsverfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffbauteilen. In dem vorliegenden Beitrag sind FDMVerstärkungsstrukturen aus dem Material Ultem 9085 dynamischen Langzeituntersuchungen unterzogen worden. Dabei wurde die innere Struktur der Probekörper über eine Parametervariation verändert, sodass anschließend die signifikanten Einflussfaktoren auf die Langzeitfestigkeit unter dynamischer Belastung identifiziert und analysiert werden konnten. Mit dieser Vorgehensweise sollte gleichzeitig eine Optimierung der FDM-Verstärkungsstrukturen hinsichtlich der dynamischen Langzeiteigenschaften bei Biege- und Druckbelastungen vorgenommen werden. Des Weiteren sind anhand der Probekörper die auftretenden Bruch- und Rissausbreitungsmechanismen analysiert worden. Anhand der ermittelten Wöhlerkurven kann die Lebensdauer unter dynamischer Belastung abgeschätzt werden. Außerdem zeigen die Untersuchungen, dass Fehlstellen durch eine hohe Strangbreite und Überfüllungen im Bauteil für Schwachstellen in den FDMVerstärkungsstrukturen sorgen, an denen Risse bei Druckbelastung entstanden sind und sich dadurch schneller ausbreiten konnten.

Schlüsselwörter

Kunststoffe Additive Fertigung Fused Deposition Modeling Dauerschwinguntersuchungen Rissausbreitungsanalyse 

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Authors and Affiliations

  1. 1.Universität PaderbornPaderbornDeutschland

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