Dickenpermeabilität von Verstärkungsstrukturen

Effizientere Gestaltung von Harzinjektionsverfahren

Im Projekt werden Grundlagenkenntnisse über das Imprägnierverhalten von Verstärkungstextilien bei Hochdruckanwendungen gewonnen, die für eine effizientere Gestaltung von Harzinjektionsverfahren verwendbar sind.

Für die schnelle und wirtschaftliche Produktion von Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen eignen sich besonders die Harzinjektionsverfahren. Dies gilt insbesondere für moderne Prozessvarianten, die eine Imprägnierung in Dickenrichtung vorsehen - wie das Compression Resin Transfer Molding. Um das für eine effiziente Prozessauslegung erforderliche Verständnis für das textile Imprägnierverhalten zu gewinnen, wurde in einem vorangegangen DFG Projekt bereits ein Messsystem entwickelt, welches eine Dickenimprägnierung eines textilen Lagenaufbaus bis zu einem maximalen Injektionsdruck von 10 bar ermöglicht. In diesem DFG-Fortsetzungsprojekt wurde nun ein Messsystem entwickelt und gebaut, welches dazu in der Lage ist, die Dickenpermeabilität und hydrodynamische Kompaktierungseffekte bei Hochdruckanwendungen bis 200 bar zu bestimmen. Das aus Edelstahl gefertigte Messsystem wurde mittels FEM mechanisch ausgelegt, wobei die Zielstellung eine Begrenzung der maximalen Dehnung unter Druck auf weniger als 10 μm bei einer maximalen Probendicke von 35 mm war. Dies und die zusätzliche Implementierung von Wegsensoren zur Aufzeichnung der Dehnung der Verschraubung stellt sicher, dass die Messfehler bei der Erfassung von Textildeformationen minimiert sind. In begleitenden Studien an einer Hochgeschwindigkeits-Univeralprüfmaschine wird das dynamische Kompaktierungsverhalten von trockenen Textilien bei Kompaktierungsgeschwindigkeiten bis zu 4.800 mm/min untersucht, um als Eingangsgröße für eine simulative Abbildung des Versuchsaufbaus in einem digitalen Zwilling zu dienen.

Im Projekt werden Grundlagenkenntnisse über das Imprägnierverhalten von Verstärkungstextilien bei Hochdruckanwendungen gewonnen, die für eineeffizientere Gestaltung von Harzinjektionsverfahren verwendbar sind.

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Projektpartner

Veröffentlichungen

Saturated out-of-plane permeability and deformation metrology of textiles at high levels of injection pressure

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/20550340.2022.2064070

Ansprechpartner

Förderungen

Das Projekt „Messung und Modellbildung der ungesättigten Dickenpermeabilität und Hochdruckimprägnierung von Verstärkungsstrukturen“ wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – 299108850.