TY - THES

T1 - Bestimmung der Permeabilität von flächigen Faserhalbzeugen

AU - Grössing, Harald

N1 - gesperrt bis 06-03-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Heutzutage werden Faserkunststoffverbunde in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie bei modernen Windkrafträdern eingesetzt. Um höchste Bauteilqualitäten und Eigenschaften zu erhalten, müssen die Parameter, wie z.B. die Permeabiltät, des Liquid Composite Mouldings (LCM) bestimmt werden. Ein sehr wichtiger Parameter ist die Imprägnierungszeit des Halbzeuges, welche direkt mit der Permeabilität des Halbzeuges in Verbindung steht. Permeabilitätsmessungen liefern hilfreiche Information über den gesamten Tränkungsvorgang. Das Hauptziel dieser Arbeit ist ein Vergleich von zwei Permeametersystemen und ihren Messergebnissen. Die experimentelle Arbeit fokussiert sich auf die Reproduzierbarkeitsmessungen von Non Crimp Fabric (NCF) Halbzeugen. Weitere Versuche sollen den Einfluss der Lagenanzahl, des Injektionsdruckes und die Auswirkungen des Handlings auf die Permeabilität zeigen. Für die Permeabilitätsuntersuchungen stehen ein optisches und ein kapazitives Permeameter zur Verfügung. Des Weiteren soll eine Auswerteroutine für eine anisotrope Permeabilitätsausbildung implementiert werden. Das erste Resultat war ein MatLAB- Programm, das die Auswerteroutine für eine zweidimensionale Permeabilitätsberechnung enthält. Es wurden zwei Permeametertypen miteinander verglichen. Dabei wurde festgestellt, dass sich beim optischen Permeameter die Glasplatte nach oben durchbiegt und dadurch lokale Kavitätshöhenänderungen auftreten, welche das Messergebnis verfälschen. Mit dem kapazitiven Permeameter konnte festgestellt werden, dass ein Injektionsdruck bis acht bar und die Lagenanzahl keinen signifikanten Einfluss auf die Permeabilität haben. In Bezug auf die Reproduzierbarkeit muss erwähnt werden, dass die einzelnen Messserien sehr hohe Standardabweichungen zeigen. Die höchsten Standardabweichungen, die höher als 50% sind, wurden bei den zwei bar und acht bar Messungen festgestellt. Der Grund für die hohen Abweichungen sind z.B. die im Material vorhandenen Orientierungsunterschiede der 0° und 90° Lagen und fehlende Rovings in der 0° Lage. Beachtlich ist der Einfluss des Handlings und des Transportweges auf die zu ermittelten Permeabilitätskennwerte. Als Vergleich diente immer eine unbehandelte Preform. Wird die Preform verzerrt, nimmt die Permeabilität der Hauptachse um 50% und die Nebenachsenpermeabilität um 120% zu. Nach dem Transport stiegen die Permeabilitätswerte sowohl der Haupt- als auch die der Nebenachse um mehr als 80% im Vergleich zur Referenzprobe.

AB - Heutzutage werden Faserkunststoffverbunde in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie bei modernen Windkrafträdern eingesetzt. Um höchste Bauteilqualitäten und Eigenschaften zu erhalten, müssen die Parameter, wie z.B. die Permeabiltät, des Liquid Composite Mouldings (LCM) bestimmt werden. Ein sehr wichtiger Parameter ist die Imprägnierungszeit des Halbzeuges, welche direkt mit der Permeabilität des Halbzeuges in Verbindung steht. Permeabilitätsmessungen liefern hilfreiche Information über den gesamten Tränkungsvorgang. Das Hauptziel dieser Arbeit ist ein Vergleich von zwei Permeametersystemen und ihren Messergebnissen. Die experimentelle Arbeit fokussiert sich auf die Reproduzierbarkeitsmessungen von Non Crimp Fabric (NCF) Halbzeugen. Weitere Versuche sollen den Einfluss der Lagenanzahl, des Injektionsdruckes und die Auswirkungen des Handlings auf die Permeabilität zeigen. Für die Permeabilitätsuntersuchungen stehen ein optisches und ein kapazitives Permeameter zur Verfügung. Des Weiteren soll eine Auswerteroutine für eine anisotrope Permeabilitätsausbildung implementiert werden. Das erste Resultat war ein MatLAB- Programm, das die Auswerteroutine für eine zweidimensionale Permeabilitätsberechnung enthält. Es wurden zwei Permeametertypen miteinander verglichen. Dabei wurde festgestellt, dass sich beim optischen Permeameter die Glasplatte nach oben durchbiegt und dadurch lokale Kavitätshöhenänderungen auftreten, welche das Messergebnis verfälschen. Mit dem kapazitiven Permeameter konnte festgestellt werden, dass ein Injektionsdruck bis acht bar und die Lagenanzahl keinen signifikanten Einfluss auf die Permeabilität haben. In Bezug auf die Reproduzierbarkeit muss erwähnt werden, dass die einzelnen Messserien sehr hohe Standardabweichungen zeigen. Die höchsten Standardabweichungen, die höher als 50% sind, wurden bei den zwei bar und acht bar Messungen festgestellt. Der Grund für die hohen Abweichungen sind z.B. die im Material vorhandenen Orientierungsunterschiede der 0° und 90° Lagen und fehlende Rovings in der 0° Lage. Beachtlich ist der Einfluss des Handlings und des Transportweges auf die zu ermittelten Permeabilitätskennwerte. Als Vergleich diente immer eine unbehandelte Preform. Wird die Preform verzerrt, nimmt die Permeabilität der Hauptachse um 50% und die Nebenachsenpermeabilität um 120% zu. Nach dem Transport stiegen die Permeabilitätswerte sowohl der Haupt- als auch die der Nebenachse um mehr als 80% im Vergleich zur Referenzprobe.

KW - Permeabilität

KW - Liquid Composite Moulding

KW - Faserhalbzeuge

KW - permeability

KW - liquid composite moulding

KW - fiber based preforms

M3 - Masterarbeit

ER -