Rissausbreitungsmechanismen in FDM-Verstärkungsstrukturen unter dynamischer Beanspruchung

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