Automatisiertes Preforming von Kohlefaserhalbzeugen mit aktiven Materialführungssystemen zur Herstellung komplexer Faserverbundstrukturen

Více o knize

Im Automobilbau gefertigte Preforms für den Resin Transfer Moulding (RTM) Prozess werden aufgrund ihrer geringen Taktzeit, hohen Reproduzierbarkeit und Kosteneffizienz oft im Umformverfahren hergestellt. Komplexe Geometrien zeigen jedoch häufig qualitative Defizite in Bezug auf Formgüte und Faserausrichtung. Diese Arbeit untersucht, wie aktive Materialführungssysteme die Qualität von umformtechnisch hergestellten Preforms verbessern können, und nutzt dafür einen skalen- und komplexitätsübergreifenden Ansatz. Mit eigens entwickelten Charakterisierungswerkzeugen wird aufgezeigt, dass der aktuelle Entwicklungsstand von Materialführungssystemen den werkstoffinhärenten geschichteten Charakter nicht ausreichend berücksichtigt und Fehler hervorrufen kann. Der entwickelte prozessintegrative Ansatz kombiniert eine einzellagenspezifische Materialklemmung mit der Reduktion der Reibung durch hochfrequente Schwingungsinitiierung. Anhand einer automobilen Realbauteilgeometrie wird die Technologie demonstriert und ihre qualitativen Auswirkungen bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Formgebungsgüte verbessert und die Faserorientierung gezielt beeinflusst werden kann. Dennoch führt dies zu einer erhöhten Prozesskomplexität, was das Konzept besonders für Anwendungen mit komplexen Geometrien oder hohen Qualitätsansprüchen geeignet macht.