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Charakterisierung von Sensorgarnen für die Anwendung im Drapierprozess von kohlenstofffaserbasierten Textilien

Titel: Charakterisierung von Sensorgarnen für die Anwendung im Drapierprozess von kohlenstofffaserbasierten Textilien
Typ:
  • Bachelorarbeit
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Im heutigen Leichtbau werden industrieübergreifend zunehmend Faser-Kunststoff-Verbundmaterialien eingesetzt. Hierfür werden häufig zweidimensionale Preforms verwendet, die einen Umformungsschritt durchlaufen müssen, um in die gewünschte dreidimensionale Bauteilform abbilden zu können.
Dieser, auch Drapieren genannte komplexe Vorgang hängt von Geometrie, Prozessrandbedingungen und der Textilbeschaffenheit ab.
Im Rahmen zunehmender Digitalisierung und Vernetzung sollen für diesen Herstellungsprozess Sensorfasern zur Ermittlung von Dehnungen untersucht und charakterisiert werden.

Beginnend soll eine vorhandene Prüfvorrichtung für Dehnungsuntersuchungen angepasst werden:
Um die Sensorfasern hiermit charakterisieren zu können, muss eine reproduzierbare Einspannung der Versuchsproben sichergestellt werden, was mittels einer Klemmvorrichtung erreicht werden soll.

Daraufhin ist die Aufbringung der Sensorfasern auf kohlenstofffaserbasierte Textilien zu untersuchen. Verschiedene Routen werden identifiziert, erprobt und evaluiert. Außerdem muss ebenfalls die elektrische Kontaktierung der Sensorfasern umgesetzt werden, was mittels eines Standardverfahrens geschehen soll. Nachdem Textilaufbringung und Kontaktierung sichergestellt sind, werden Proben hergestellt, um umfangreiche Dehnungsversuche durchzuführen. Hierbei ist eine Vielzahl von Einflussparametern abzutesten. Dazu gehören unter anderem Druck, Temperatur sowie mechanische Querbelastung der Sensorfasern.

Den Schluss der Abschlussarbeit stellt die Dokumentation und Interpretation der Versuchsergebnisse dar.
Hier sollen die Anwendungsbereiche für die Sensorgarne abgeleitet und übersichtlich dargestellt werden.    

Aufgabe

  • Literaturrecherche: faserbasierte Sensoren
  • Anpassung der Prüfvorrichtung: Umsetzung einer reproduzierbaren Sensorfaserklemmung
  • Untersuchung verschiedener Aufbringungsmethoden der Sensorfasern auf verschiedene kohlenstofffaserbasierte Textilien
  • Kontaktierung der Sensorfasern
  • Herstellung von Proben zur Durchführung von Dehnungsversuchen
  • Durchführung der Dehnungsversuche und Untersuchung von Temperatur- und Druckeinflüssen sowie mechanischer Querbelastung der Sensorfasern
  • Ableiten des Zusammenhangs zwischen Dehnung und Messgröße
  • Dokumentation und Interpretation der Versuchsergebnisse
  • Schriftliche Ausarbeitung