Induktionsschweißen von CFK

Hauptziel ist es, die Geschwindigkeit des kontinuierlichen Induktionsschweißprozesses von kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkten Thermoplasten, speziell von Organoblechen, deutlich zu erhöhen sowie die Fügequalität auf Autoklavniveau zu steigern.

Im Rahmen des DFG-Projekts „Prozessoptimierung des Induktionsschweißens von kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkten Thermoplasten (CFK) mit Hilfe der Prozesssimulation“ wurden Aufheizversuche mit kohlenstofffaserverstärkten Organoblechen durchgeführt. Die hierbei verwendeten Verstärkungshalbzeuge unterscheiden sich hinsichtlich ihrer textilen Parameter, um deren Einfluss auf das induktive Erwärmungsverhalten zu bestimmen. Mit Hilfe der dadurch gewonnenen Erkenntnisse wurde speziell für das Induktionsschweißen ein optimaler Laminataufbau abgeleitet. Dieser soll dazu beitragen, dass der resultierende Wärmeeintrag in der Fügezone wesentlich höher ist als der im oberflächennahen Laminatbereich des Fügeteils. Um diese Erwärmungscharakteristik stärker zu provozieren, wird die dem Induktor zugewandte Oberfläche des Fügeteils zusätzlich aktiv gekühlt. Hierdurch wird ein Aufschmelzen der Laminatoberfläche während des Schweißprozesses und somit eine mögliche oberflächennahe Delamination verhindert. Vorversuche mit Druckluft als Kühlmedium waren bereits erfolgreich. Für höhere Prozessgeschwindigkeiten werden alternative Kühlmethoden untersucht. Weitere Projektziele sind die Vorhersage der erreichbaren Fügefestigkeit für vorgegebene Prozessrandbedingungen sowie die theoretische Vorabdefinition von Prozessparametern für neue Materialkombinationen.