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Gegenstand der vorliegenden Dissertationsschrift ist die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Polyamid (PA) 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen. Diese Hybridgarne können die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der rCF im Gegensatz zu bisherigen Lösungen auf Basis von Spritzguss und Vliesstoffen in hohem Maße ausnutzen. Bedingt durch deren spezielle Fasereigenschaften (insbesondere hohe Querkraftempfindlichkeit, Sprödigkeit und fehlende Kräuselung) wurde dafür die Prozesskette der konventionellen Stapelfasergarnherstellung, bestehend aus Krempel, Strecke und Flyer, umfangreich analysiert und technologisch-konstruktiv weiterentwickelt, wodurch erstmalig eine schonende und gleichmäßige Herstellung der Hybridgarne ermöglicht werden konnte. Für eine reproduzierbare und effiziente Prüfung der Faserlänge der rCF wurde zudem ein anforderungsgerechtes Faserlängenmesssystem auf Basis der Fibrographmethode entwickelt. Die im Rahmen der Arbeit abschließend durchgeführten Verbund-prüfungen belegen das enorm hohe Potential der Hybridgarne, die über 80 % der Verbundzugfestigkeit von vergleichbaren Referenzprüfkörpern aus Carbon-Filamentgarn und PA 6-Matrix erreichen. Das entwickelte analytische Modell bietet zudem die Möglichkeit zur Berechnung der Verbundzugkennwerte in Abhängigkeit wesentlicher Faser- und Hybridgarnparameter. |
