TY - THES

T1 - Entwurf und Konstruktion eines Thermoplast-Tapelegekopfes

AU - Pazour, Patrick

N1 - gesperrt bis null

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Das Ziel dieser Arbeit war die konstruktive und fertigungstechnische Auslegung eines automatisierten Tapelegekopfes (TLK) zum Ablegen endlosfaserverstärkter, vorimprägnierter thermoplastischer Bändchen/Tapes (Prepregs). Unter dem Ablege- oder auch Tapelegeverfahren versteht man das automatisierte richtungs- und positionsvariable Ablegen eines Prepregs auf komplexen Oberflächenstrukturen. Die wesentlichen Funktionsgruppen des TLK sind die Materialbevorratung, die Vorschubeinheit, der Schneidemechanismus, die Aufheizvorrichtung und das Konsolidierungssystem. Die vier Hauptphasen der Konstruktionsmethodik (Aufgabe klären, Konzeptionieren, Entwerfen und Ausarbeiten) dienten als Grundlage für die Vorgehensweise während des gesamten Entwicklungsprozesses. Aufbauend auf einer Analyse von bestehenden Systemen sowie der vorgegebenen Rahmenbedingungen wurde das Anforderungsprofil an den TLK abgeleitet. Anschließend folgte die Konzeption der einzelnen Funktionsgruppen sowie des gesamten Aufbaus des TLK. Mithilfe von Entscheidungsmatrizen wurden die einzelnen Konzeptvarianten beurteilt und verglichen. Die sich daraus ergebenden Ausführungsempfehlungen wurden im ersten Schritt grob über Flächenmodelle im 3D-CAD System umgesetzt. Darauf aufbauend – unter Berücksichtigung der Fertigungsmöglichkeiten – wurde der TLK samt Funktionsgruppen im Detail konstruiert. Das Resultat, der LS-I, ist ein modularer und besonders leichter Tapelegekopf. Dadurch konnte unter anderem die Prozessdynamik wie auch die Wartungsfreundlichkeit positiv beeinflusst werden. Zusätzlich wird aufgrund von Aufbau und implementierter Funktionalität eine weitestgehend gleichbleibende Ablegebewegung ermöglicht.

AB - Das Ziel dieser Arbeit war die konstruktive und fertigungstechnische Auslegung eines automatisierten Tapelegekopfes (TLK) zum Ablegen endlosfaserverstärkter, vorimprägnierter thermoplastischer Bändchen/Tapes (Prepregs). Unter dem Ablege- oder auch Tapelegeverfahren versteht man das automatisierte richtungs- und positionsvariable Ablegen eines Prepregs auf komplexen Oberflächenstrukturen. Die wesentlichen Funktionsgruppen des TLK sind die Materialbevorratung, die Vorschubeinheit, der Schneidemechanismus, die Aufheizvorrichtung und das Konsolidierungssystem. Die vier Hauptphasen der Konstruktionsmethodik (Aufgabe klären, Konzeptionieren, Entwerfen und Ausarbeiten) dienten als Grundlage für die Vorgehensweise während des gesamten Entwicklungsprozesses. Aufbauend auf einer Analyse von bestehenden Systemen sowie der vorgegebenen Rahmenbedingungen wurde das Anforderungsprofil an den TLK abgeleitet. Anschließend folgte die Konzeption der einzelnen Funktionsgruppen sowie des gesamten Aufbaus des TLK. Mithilfe von Entscheidungsmatrizen wurden die einzelnen Konzeptvarianten beurteilt und verglichen. Die sich daraus ergebenden Ausführungsempfehlungen wurden im ersten Schritt grob über Flächenmodelle im 3D-CAD System umgesetzt. Darauf aufbauend – unter Berücksichtigung der Fertigungsmöglichkeiten – wurde der TLK samt Funktionsgruppen im Detail konstruiert. Das Resultat, der LS-I, ist ein modularer und besonders leichter Tapelegekopf. Dadurch konnte unter anderem die Prozessdynamik wie auch die Wartungsfreundlichkeit positiv beeinflusst werden. Zusätzlich wird aufgrund von Aufbau und implementierter Funktionalität eine weitestgehend gleichbleibende Ablegebewegung ermöglicht.

KW - Konstruktion

KW - Verbundwerkstoffe

KW - Faser-Kunststoff-Verbunde

KW - FKV

KW - Prepregs

KW - Tapes

KW - Tapelegen

KW - mechanical design

KW - composite

KW - fibre reinforced materials

KW - prepregs

KW - tapes

KW - tape placement

KW - tape laying

M3 - Masterarbeit

ER -