Thermoplastische Prepregs
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Unidirektionale thermoplastische Prepreg-Bänder mit Endlosfasern
- Hohe Festigkeit und Steifigkeit
- Geringes Gewicht
- Schnelle Verarbeitung
- Recycelbar
Thermoplastische Prepregs sind hochentwickelte Verbundwerkstoffe aus endlosen Verstärkungsfasern (z. B. Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfasern), die in eine thermoplastische Harzmatrix vorimprägniert sind. Unidirektionale (UD) Endlosfasern werden gleichmäßig in einer Richtung angeordnet und fest mit dem Harz imprägniert, was zu einer extrem hohen Zug- und Biegefestigkeit in Faserrichtung führt. Diese UD-Bänder eignen sich aufgrund ihrer überlegenen mechanischen Eigenschaften, ihrer Recyclingfähigkeit und ihrer Verarbeitungsvorteile für Hochleistungsanwendungen.
Strukturdiagramm
Leistungsvorteile
☑ Hohe Festigkeit und hohe Steifigkeit
Thermoplastische Prepregs werden mit Endlosfasern verstärkt, die über hervorragende mechanische Eigenschaften verfügen und daher verschleiß-, druck- und bruchfest sind.
☑ Leicht
Diese Werkstoffe, die typischerweise eine Dichte von rund 1,6 g/cm³ aufweisen, werden in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Sportgeräteindustrie eingesetzt, wo eine Gewichtsreduzierung ohne Einbußen bei der Festigkeit von entscheidender Bedeutung ist.
☑ Schnelle Bearbeitung
Thermoplastische Prepregs müssen im Gegensatz zu Duroplasten nicht ausgehärtet werden. Stattdessen werden sie durch Hitze und Druck verdichtet und geformt, was die Produktionszyklen verkürzt und den Produktionsausstoß erhöht.
☑ Recyclingfähigkeit
Im Gegensatz zu duroplastischen Prepregs können thermoplastische Prepregs wiedererhitzt, umgeformt und recycelt werden, was zu nachhaltigeren Herstellungsverfahren beiträgt.
Spezifikationen
| Fasertyp | Glasfaser. Kohlenstofffaser. Aramidfaser. |
| Ballaststoffgehalt | 50% – 70%. |
| Harzarten | PP (Polypropylen). |
| PPS (Polyphenylensulfid). | |
| PE (Polyethylen). | |
| PA (Polyamid). | |
| PEI (Polyetherimid). | |
| PC (Polycarbonat). | |
| PEEK (Polyetheretherketon). | |
| PET (Polyethylenterephthalat). | |
| PSU (Polysulfon). | |
| Farbe | Black, aSchwarz, Bernstein, Natur. |
| Kernauswahl | 3 Zoll, 6 Zoll. |
| UD-Banddicke | 0.15mm – 0.40mm. |
| Spulenbreite | 10mm – 650mm. |
| Flächengewicht | 240g/㎡ – 600g/㎡. |
| Längenauswahl | 1000 m/Rolle, 1500 m/Rolle, 2000 m/Rolle, andere Längen sind auf Anfrage erhältlich. |
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Herstellungsprozess von thermoplastischem Prepreg-Band
Das gängigste Herstellungsverfahren ist die Schmelzimprägnierung. Die Fasern werden von einer vollautomatischen, gespannten Faserabwickelmaschine abgezogen und durchlaufen eine mechanische Abwickel- und Heizvorrichtung, um sie gleichmäßig zu verteilen und vorzuwärmen. Gleichzeitig schmilzt ein Harzdosier-Extruder das thermoplastische Harz. Das extrudierte, hocherhitzte Harz kommt in der Schmelzimprägnierdüse mit den Fasern in Kontakt und imprägniert diese vollständig. Anschließend durchlaufen die Fasern Kühlwalzen zur Abkühlung und Formgebung, passieren eine Abfallschneidevorrichtung und werden schließlich von einer Wickelmaschine zu einem endlosen, unidirektionalen, faserverstärkten thermoplastischen Band aufgewickelt.
Harztyp
PEEK (Polyetheretherketon)
PEEK (Polyetheretherketon) wird häufig in anspruchsvollen technischen Anwendungen eingesetzt und zeichnet sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit auch bei hohen Temperaturen aus.
PET (Polyethylenterephthalat)
PET-Thermoplast ist leicht zu recyceln, ungiftig, geruchlos und besonders umweltfreundlich. Er bietet zudem hervorragende mechanische Eigenschaften.
PP (Polypropylen)
Polypropylen-Thermoplast zeichnet sich durch gute Chemikalien- und Hitzebeständigkeit aus. Es ist ein kostengünstiges Matrixmaterial mit einem vergleichsweise niedrigen Preis.
PA (Polyamid)
Dieses Harz zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit aus und ist beständig gegen hohe Temperaturen.
PE (Polyethylen)
Dieses Harz weist eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien wie Säuren, Laugen und Salzen auf.
PPS (Polyphenylensulfid)
Es handelt sich um einen hochleistungsfähigen thermoplastischen technischen Kunststoff. Aufgrund seiner einzigartigen Molekularstruktur findet er breite Anwendung in Industriezweigen, die hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit erfordern.
PEI (Polyetherimid)
PEI eignet sich ideal für anspruchsvolle Anwendungen, die eine hohe thermische Stabilität, Festigkeit und Haltbarkeit erfordern.
PC (Polycarbonat)
PC-Material hat eine hohe Wärmeformbeständigkeit, behält seine stabilen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen bei und neigt nicht zur Verformung.
PSU (Polysulfon)
Das PSU-Material bietet hervorragende mechanische Eigenschaften, und seine Festigkeit und Steifigkeit bleiben auch bei hohen und niedrigen Temperaturen gut erhalten.
Fasertyp
Glasfaser
Glasfaser besitzt eine gute Festigkeit, Steifigkeit und chemische Beständigkeit und ist ein häufig verwendetes Verstärkungsmaterial.
Kohlefaser
Kohlenstofffaser ist leichter, steifer und hat eine bessere Leitfähigkeit als Glasfaser.
Aramidfaser
Diese Faser zeichnet sich durch extrem hohe Festigkeit und Zähigkeit aus und ist hitze- und verschleißbeständig.
Thermoplastische Verbundlaminate
Das thermoplastische Prepreg wird entsprechend den vorgegebenen Winkeln zugeschnitten und gestapelt, anschließend mit einem Heizgerät auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann in einer Presse unter Druck gesetzt. Dieser Druck wird für eine geeignete Zeit bei einer bestimmten Temperatur gehalten, bevor das Material abkühlt und so eine Laminatplatte entsteht. Dieses thermoplastische Verbundlaminat weist eine größere Fläche und eine größere Dicke auf. Mehr erfahren
TOPOLOGROUP – Experte für thermoplastische Verbundwerkstoffe
Als führender Hersteller von Hochleistungs-Thermoplast-Prepregs in China bietet TOPOLOGROUP mit seinen eigenständig entwickelten Kerntechnologien globalen Unternehmen weiterhin thermoplastische unidirektionale Prepreg-Bänder und thermoplastische Verbundplatten für ein breites Anwendungsspektrum und hilft Kunden so, effizientere und umweltfreundlichere Lösungen zu entwickeln.
Anwendungen
Angesichts der weltweit wachsenden Nachfrage nach Hochleistungsverbundwerkstoffen haben sich thermoplastische Prepregs mit ihren Kernvorteilen wie geringem Gewicht, hoher Formgebungseffizienz und Recyclingfähigkeit zu Schlüsselmaterialien in der Luft- und Raumfahrt, bei Fahrzeugen mit neuer Energie, bei High-End-Ausrüstung und anderen Bereichen entwickelt.
Kastenwagen
Thermoplastische Verbundplatten können als innere und äußere Verkleidungen für die Aufbauten von Kastenwagen anstelle von Metallverkleidungen verwendet werden. Dadurch lassen sich die Festigkeit und die Verformungsbeständigkeit des Aufbaus verbessern und das Gewicht reduzieren.
Schiffbau
Thermoplastische Prepreg-Bänder bieten gute Thermoformeigenschaften und können präzise nach den Konstruktionsanforderungen der Yacht verlegt und geformt werden, wodurch komplexe äußere Rumpfformen realisiert werden können.
Freizeitfahrzeuge
Aufbauten von Freizeitfahrzeugen, die aus thermoplastischen Verbundplatten gefertigt sind, sind stabiler und langlebiger als solche, die aus duroplastischen Faserverbundplatten hergestellt sind.
Luft- und Raumfahrtbereich
- Unidirektionale Prepreg-Bänder finden aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Festigkeit, ihrer Dauerfestigkeit, ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und weiterer Eigenschaften breite Anwendung im Flugzeugbau. Sie eignen sich zur Herstellung von Flugzeugflügeln, Rumpfstrukturteilen und Leitwerken.
Automobilindustrie
- In der Automobilfertigung werden unidirektionale Prepreg-Bänder hauptsächlich zur Gewichtsreduzierung und Verbesserung der Bauteilleistung eingesetzt. Sie eignen sich zur Herstellung von Karosserierahmen, Fahrgestellteilen, Motorhauben, Türen usw.
Medizinprodukte
- Da einige thermoplastische Matrizen (unidirektionale thermoplastische Bänder) auch zur Herstellung von Gehäusen und Strukturteilen medizinischer Geräte verwendet werden können und deren Anforderungen an Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hygiene erfüllen, beispielsweise PEEK-Materialien mit guter Biokompatibilität, eignen sie sich zur Herstellung orthopädischer Implantate wie Knochenplatten, Knochennägel, Wirbelsäulenversteifungsimplantate usw.
Sportartikel
- Unidirektionale Prepreg-Bänder können zur Herstellung von Golfschlägern, Pickleball-Paddeln, Tennisschlägern, Fahrradrahmen, Skiern usw. verwendet werden. Durch ihr geringes Gewicht, ihre hohe Festigkeit und ihre hohe Elastizität können sie die Leistung von Sportgeräten verbessern und Sportlern ermöglichen, bessere Leistungen zu erbringen.
Elektronische Geräte
- Unidirektionale Prepreg-Bänder eignen sich zur Herstellung von Gehäusen, Halterungen und Kühlkörpern elektronischer Geräte. Ihre guten mechanischen Eigenschaften schützen die internen elektronischen Bauteile vor äußeren Einflüssen, und einige thermoplastische Kunststoffe weisen gute Isolations- und Verarbeitungseigenschaften auf, wodurch sie den Fertigungsanforderungen elektronischer Geräte gerecht werden.
Energiefeld
- In der Windenergieerzeugung können unidirektionale Prepreg-Bänder zur Herstellung von Windkraftanlagenflügeln verwendet werden. Im Bereich der Öl- und Gasförderung dienen sie zur Fertigung korrosionsbeständiger Bauteile wie Rohre und Ventile, die den Anforderungen des Einsatzes in rauen Umgebungen gerecht werden.