Entwicklung eines simulationsgestützten Verfahrens zur schnellen Imprägnierung großer und komplexer Strukturen auf Basis neuartiger textiler Halbzeuge mit integrierten temporären Strömungskanälen

18315 BG/1

Forschungsstelle 1:

Technische Universität Clausthal

Institut für Polymerwerkstoffe und    

Kunststofftechnik (PuK)

Agricolastraße 6

38678 Clausthal-Zellerfeld

 
Projektleiter 1:  Prof. Dr.-Ing. Gerhard Ziegmann
Forschungsstelle 2:

Technische Universität Dresden

Institut für Textilmaschinen und
Textile Hochleistungswerkstofftechnik

Agricolastraße 6

01062 Dresden

Projektleiter 2:  Prof. Dr.-Ing. Chokri Cherif
Laufzeit:  01.01.2016 - 31.03.2018

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur simulationsgestützten, textiltechnischen Integration von Strömungskanälen in Verstärkungshalbzeuge. Diese Strömungskanäle sind temporär und schließen sich nach der Infiltration und vor der Aushärtung. Ziel ist die Entwicklung einer effizienten Fertigungstechnologie für die Herstellung komplex geformter, großflächiger FKV-Strukturen mit homogener Faserverteilung in reproduzierbar hoher Qualität.

Dazu werden neuartige Funktionsfadenstrukturen und Textilkonstruktionen auf Basis matrixlöslicher Funktionsfäden entwickelt, die eine temporäre Ausbildung von Strömungskanälen erlauben. Grundlegende Untersuchungen zur Permeabilität werden zunächst an Funktionsmustern durchgeführt. Sie besitzen integrierte Strömungskanäle in Schuss- bzw. Kettrichtung als Fließhilfe für das Harzsystem. Anschließend werden textile Strukturen mit einer freien Anordnung der Strömungskanäle entwickelt. Es wird untersucht, wie sich die Fließfronten in den Strömungskanälen und Verstärkungsfasern (Dual-Scale-Eigenschaften) in den Funktionsmustern ausbreiten und ob die Dimensionierung und Anordnung der Strömungskanäle die Auflösung der Funktionsfäden beeinflusst. Die Prozessparameter bei der Harzinfiltration sowie die Infiltrations- und Vernetzungstemperatur werden ebenfalls systematisch untersucht.

Anhand dieser Ergebnisse wird eine Fließsimulation für die zielgerichtete Auslegung textiler Halbzeuge bereit gestellt und an Demonstratoren umgesetzt. Mit Unterstützung des branchenübergreifend entlang der gesamten Prozesskette zusammengesetzten projektbegleitenden Ausschusses werden die Ergebnisse als Leitfaden für die KMU zusammengefasst. Er steht ihnen nach Projektende zur Verfügung.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18315 BG/1 der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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