TY - BOOK

T1 - Chancen und Herausforderungen bebinderter Textilien in der Faserkunststoffverbund-Verarbeitung

AU - Tonejc, Maximilian

N1 - nicht gesperrt

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Bebinderte Textilien zur Herstellung komplexer bzw. großflächiger Preforms die mittels Flüssigimprägnierverfahren verarbeitet werden, nehmen eine immer größere Rolle in der Faserverbundkunststoff Industrie ein. Chancen aber auch Herausforderungen, die damit einhergehen werden in der vorliegenden Arbeit adressiert. Dabei wurde der Fokus auf einzelne Aspekte aus der Prozesskette eines Faserkunststoffverbund-Bauteils gelegt. Es wurden die Bereiche Binderauftrag, Preformherstellung und Preformimprägnierung an Hand von ausgewählten Beispielen untersucht. Der methodische Ansatz umfasste, zum einen die Prozessentwicklung zur Preformherstellung, wie etwa den Aufbau und die Automatisierung einer Automated Dry Fiber Placement (ADFP) Anlage, als auch das bedrucken von Textilien, mittels Fused Deposition Modeling (FDM) 3D Druck Technologie. Aufbauend darauf erfolgten Füll- bzw. Permeabilitätsversuche, zur Quantifizierung des Einflusses, des Binders auf die Preforms. Im Fall der ADFP Preforms wurde die Qualität der Füllung bewerten bzw. mittels nicht zerstörender Analysemethoden ausgewertet. Die bedruckten Textilien, die in Folge zu Preforms heißgepresst wurden und auf deren manipuliertes Verhalten hin untersucht wurden, dienten als Basis zur Entwicklung eines Vorhersagemodells. Dieses ist in der Lage den Einfluss des lokal eingebrachten Binders, auf das Permeabilitätsverhalten der Preform, abzuschätzen. Abgesehen von Sonderverfahren wurde der Einfluss, von Pulverbindern auf die Imprägnierung von Preforms unter prozessnahen Bedingungen untersucht. Neben dem massiv unterschiedlichen Kompaktierungsverhalten wurden flankierende Untersuchungen, zum Einfluss des Messfluides, durchgeführt. Im Fokus standen hierbei die chemorheologischen Wechselwirkungen aufgrund von Benetzungsverhalten, Binderlöslichkeit und einhergehender Veränderung der Viskosität. Aufgrund dieser signifikanten Wechselwirkungen wurde eine Methode, zur Extraktion des Harzes nach der Imprägnierung, entwickelt. so konnte der Bindergehalt in verschiedenen Segmenten der Preform bestimmt werden und eine Verteilung des Binders visualisiert werden. Dies liefert somit einen Beitrag zur Verbesserung des Verständnisses der Wirkung von Bindern in der Verarbeitung.

AB - Bebinderte Textilien zur Herstellung komplexer bzw. großflächiger Preforms die mittels Flüssigimprägnierverfahren verarbeitet werden, nehmen eine immer größere Rolle in der Faserverbundkunststoff Industrie ein. Chancen aber auch Herausforderungen, die damit einhergehen werden in der vorliegenden Arbeit adressiert. Dabei wurde der Fokus auf einzelne Aspekte aus der Prozesskette eines Faserkunststoffverbund-Bauteils gelegt. Es wurden die Bereiche Binderauftrag, Preformherstellung und Preformimprägnierung an Hand von ausgewählten Beispielen untersucht. Der methodische Ansatz umfasste, zum einen die Prozessentwicklung zur Preformherstellung, wie etwa den Aufbau und die Automatisierung einer Automated Dry Fiber Placement (ADFP) Anlage, als auch das bedrucken von Textilien, mittels Fused Deposition Modeling (FDM) 3D Druck Technologie. Aufbauend darauf erfolgten Füll- bzw. Permeabilitätsversuche, zur Quantifizierung des Einflusses, des Binders auf die Preforms. Im Fall der ADFP Preforms wurde die Qualität der Füllung bewerten bzw. mittels nicht zerstörender Analysemethoden ausgewertet. Die bedruckten Textilien, die in Folge zu Preforms heißgepresst wurden und auf deren manipuliertes Verhalten hin untersucht wurden, dienten als Basis zur Entwicklung eines Vorhersagemodells. Dieses ist in der Lage den Einfluss des lokal eingebrachten Binders, auf das Permeabilitätsverhalten der Preform, abzuschätzen. Abgesehen von Sonderverfahren wurde der Einfluss, von Pulverbindern auf die Imprägnierung von Preforms unter prozessnahen Bedingungen untersucht. Neben dem massiv unterschiedlichen Kompaktierungsverhalten wurden flankierende Untersuchungen, zum Einfluss des Messfluides, durchgeführt. Im Fokus standen hierbei die chemorheologischen Wechselwirkungen aufgrund von Benetzungsverhalten, Binderlöslichkeit und einhergehender Veränderung der Viskosität. Aufgrund dieser signifikanten Wechselwirkungen wurde eine Methode, zur Extraktion des Harzes nach der Imprägnierung, entwickelt. so konnte der Bindergehalt in verschiedenen Segmenten der Preform bestimmt werden und eine Verteilung des Binders visualisiert werden. Dies liefert somit einen Beitrag zur Verbesserung des Verständnisses der Wirkung von Bindern in der Verarbeitung.

KW - Binder

KW - Binderauftrag

KW - Binderverteilung

KW - Automated Dry Fiber Placement

KW - ADFP

KW - Fused Deposition Modeling

KW - FDM

KW - binder

KW - binder application

KW - binder distribution

KW - Automated Dry Fiber Placement

KW - ADFP

KW - Fused Deposition Modeling

KW - FDM

M3 - Dissertation

ER -