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Textiles Formgebungsverhalten beim kontinuierlichen Preforming

  • Bei der Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbunden durch Harzinjektionsverfahren wird ein textiler Vorformling, die Preform, mit einem Harzsystem imprägniert und anschließend ausgehärtet. Die Erzeugung der Preform, auch Preforming genannt, beinhaltet dabei eine Vielzahl an Arbeitsschritten, welche maßgeblich die Kosten des herzustellenden Bauteils bestimmen. Die Automatisierung des Preformings birgt daher ein enorm hohes Potential zur Kostenreduzierung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb ein neues Preforming System entwickelt, welches die kontinuierliche Herstellung von Profil-Preforms aus textilen Halbzeugen ermöglicht. Erstmalig wurde dabei zur kontinuierlichen Fixierung die Nähtechnik verwendet, welche ein energieund zeiteffizientes Preforming zulässt. Allerdings hat sich bei der Herstellung von Profil-Preforms mit unterschiedlichen textilen Halbzeugen gezeigt, dass die maximal erreichbare Prozessgeschwindigkeit ohne relative Textilschädigung variiert. Ursache hierfür ist das Textilverhalten während der Formgebung. Durch die Wahl geeigneter Material- und Prozessparameter besteht allerdings ein hohes Potential, einen Preforming Prozess zu optimieren. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, Richtlinien für Material- und Prozessparameter zu entwickeln, die sowohl eine robuste als auch effiziente Preformherstellung ermöglichen. Als kritische Textileigenschaften wurden das Kompaktierungs-, das Reibungs- und das Biegeverhalten identifiziert. Diese wurden in separaten Parameterstudien hinsichtlich der Auswirkungen von Materialparametern (z. B. Bindungsart) und Prozessparametern (z. B. Prozessgeschwindigkeit) untersucht. Die Ergebnisse konnten anschließend in Richtlinien zusammengefasst werden, welche für eine prozessorientierte Materialauswahl oder für Prozessmodifikationen beim Preforming genutzt werden können. Bei der Übertragung auf einen Preforming Prozess muss jedoch berücksichtigt werden, dass sich Effekte verursacht durch Kompaktierung, Reibung und Biegung in Abhängigkeit des Faservolumengehaltes der Preforms überlagern können. Daher wurden anhand einer weiteren Studie dominierende Textileigenschaften in Abhängigkeit des Ziel-FVG der Profil-Preforms beim entwickelten Preforming Prozess identifiziert. Abschließend wurden die entwickelten Richtlinien verifiziert, indem sowohl eine prozessorientierte Materialauswahl als auch prozessseitig eine Vorkompaktierungseinheit validiert wurden.

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Metadaten
Author:Timo Grieser
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-47691
ISBN:978-3-944440-17-0
Serie (Series number):IVW-Schriftenreihe (121)
Advisor:Peter Mitschang
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2017/08/16
Year of Publication:2016
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2016/03/24
Date of the Publication (Server):2017/09/04
Number of page:XI, 149
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)