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Kreutzbruck, Marc
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Publications (8/8 displayed)
- 2023Fließfrontennachverfolgung in Hochdruck Resin Transfer Molding Werkzeugen mittels Phased Array Ultraschalluntersuchungen
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conferencepaper
Fließfrontennachverfolgung in Hochdruck Resin Transfer Molding Werkzeugen mittels Phased Array Ultraschalluntersuchungen
Abstract
Bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen (FKV) mittels Resin Transfer Molding (RTM) können unterschiedliche charakteristische Defekte und Fehler auftreten, wie z. B. Faserfehlorientierungen und Faserwelligkeiten. Insbesondere beim Hochdruck RTM (HD-RTM) werden die Faserverschiebungen bei der Infiltration durch lokale Spitzen in der Fließgeschwindigkeit erzeugt. Mit zunehmender Wanddicke der FKV-Bauteile steigt die Wahrscheinlichkeit solcher herstellungsbedingter Defekte, was zu einer signifikanten Verringerung der mechanischen Eigenschaften führt. Um diesen Effekt zu minimieren bzw. zu vermeiden, muss der Herstellungsprozess gut beherrscht werden. Simulative Ansätze ermöglichen zwar eine grundlegende Auslegung des Formfüllprozesses, aufgrund der vielen Einflussgrößen kann hiermit das reale Verhalten nicht exakt abgebildet werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt in der Fließfrontennachverfolgung in einem HD-RTM Werkzeug mittels Phased Array Ultraschall. Hierfür wurden Untersuchungen bei der Herstellung von Prüfkörpern aus glasfaserverstärktem Polyurethanharz (PU) mit einer Wanddicke von 10 mm und einer Faserorientierung von ±45° durchgeführt. Im Konkreten wurde dabei ein Phased Array Ultraschallprüfkopf verwendet, mit dessen Hilfe über einen Zeitraum von 200 Sekunden einzelne Linienscans aufgenommen wurden. Durch unterschiedliche Orientierungen des Phased Array Prüfkopfs und somit der Linienscans konnte eine näherungsweise flächige Nachverfolgung der PU-Fließfront vorgenommen werden. Mit den Ergebnissen ist es möglich, die lokalen Fließgeschwindigkeiten des Matrixsystems bei der Formfüllung zu ermitteln, welche vor allem beim HD-RTM Verfahren einen maßgeblichen Einfluss auf die Entstehung von herstellungsbedingten Defekten haben. Zudem konnte der Verlauf der Fließfront abgebildet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit können dazu genutzt werden, die Vorhersagequalität von simulativen Methoden zum Formfüllverhalten zu verbessern.