Sicherung der Produktqualität bei der Herstellung und Verarbeitung von SMC-Werkstoffen

Die Komplexität der Einflussfaktoren und die spezifischen Probleme bei der Herstellung und der Verarbeitung von SMC-Halbzeugen werden zusammenfassend beschrieben. Um die unter Praxisbedingungen auftretenden, realen Schwankungen der Halbzeugqualität über einen längeren Betrachtungszeitraum objektiv bewerten zu können, werden die Bereiche: Halbzeugherstellung, Verarbeitung und Prüfung im Rahmen ihrer wechselseitigen Abhängigkeiten betrachtet. Umfangreiche Vergleichsuntersuchungen verschiedener, handelsüblicher Standard-R-SMC-Systeme bei statischer, dynamischer und schlagartiger Beanspruchung, ergeben z.T. drastische Schwankungen der mechanischen Kennwerte, welche unabhängig von den Verarbeitungsbedingungen sind.

Die Ursachen liegen vor allem in der produktionsinduzierten Halbzeug-Anisotropie und in den Abweichungen der spezifischen Zusammensetzung der SMC-Harzmatten von den vorgegebenen Sollwerten. Die geschnittenen Glasfasern erfahren bei der Halbzeugproduktion eine Vororientierung, deren Ausmaß wesentlich durch die Produktionsgeschwindigkeit der SMC-Anlage beeinflusst wird. Der Fasergehalt schwankt in beträchtlichem Maße, was primär auf Durchmesserschwankungen der verwendeten Glasfasern zurückgeführt werden kann. Mikroskopische Untersuchungen zeigen, dass die Thermoplastadditive zur Schwundkompensation im LS-SMC strukturelle Schwachstellen darstellen, welche die primären Initiatoren der Mehrfachrissbildung bei dynamischer Belastung sind. Defizite im Bereich der SMC-Halbzeugproduktion betreffen sowohl die Kontinuität im Verlauf einer Charge, als auch die reproduzierbare Einstellung vorgegebener Eigenschaftsprofile bei der Neu- oder Wiederaufnahme einer Fertigung. Die aufgedeckten Schwachstellen, speziell die ungenügende Homogenität über der Produktbreite, sind weitgehend unabhängig von der verwendeten SMC-Anlage und der jeweils hergestellten SMC-Formulierung.

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