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Aspekte zur Modellierung und Simulation des Vacuum Assisted Resin Infusion

Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) ist eine Produktionstechnik zu Herstellung von Faserverbunden. Es ist ein Fließprozess, bei dem eine textile Verstärkungsstruktur mit einem reaktiven Harzsystem imprägniert wird. Nach vollständiger Imprägnierung wird das Harzsystem ausgehärtet. Aufgrund der Komplexität des Fließverhaltens ist Erfahrung notwendig, um geeignete Produktionsparameter auszuwählen. Fließsimulation ist ein hilfreiches Werkzeug zur Gestaltung des Prozesses.

Das Ziel der Arbeit ist es, das Fließverhalten in textilen Strukturen zu modellieren, da es die Grundlage für die Fließsimulation darstellt. Der Fokus liegt dabei auf der Modellierung des VARI-Prozesses, bei dem prozessspezifische Randbedingungen zu berücksichtigen sind. Die Simulationen sollen mit einem angemessenen Rechenaufwand durchgeführt werden können, um diese in praktischen Anwendungen effektiv einsetzen zu können. Im VARI-Prozess wird eine trockene textile Verstärkungsstruktur auf einem Werkzeug abgelegt, und dann mit Hilfe von Vakuumfolie umhüllt und versiegelt. Durch Evakuierung des Aufbaus wird das Textil komprimiert. Durch die entstehende Druckdifferenz wird das Textil mit Harz imprägniert. Während des Fließens ändert sich lokal der Kompressionsgrad der Fasern, welcher einen deutlichen Einfluss auf das Fließen hat.

Für die Imprägnierung von großen Strukturen ist die Verwendung einer Fließhilfe notwendig, die auf dem Verstärkungstextil positioniert wird und eine großflächige und schnelle Verteilung des Harzes erlaubt. Sie nimmt damit eine Schlüsselfunktion ein. In dieser Arbeit werden neue Methoden zur Prozessmodellierung und zur Messung der Fließhilfenpermeabilität vorgestellt. Diese wurden in Simulationswerkzeuge implementiert. Mit einem Fehler von etwa 5% ist eine gute Übereinstimmung von Simulation und Experiment vorhanden.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Florian Klunker

Florian Klunker
Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik
Technische Universität Clausthal

Informationen

Freie Schlagwörter: Fließsimulation, Permeabilität, Fließhilfe
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Natur- und Materialwissenschaften der Technischen Universität Clausthal
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Gerhard Ziegmann (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Gunther Brenner, Prof. Dr.-Ing. Axel Herrmann
Erscheinungsjahr: 2008
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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