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Charakterisierung der Schereigenschaften von unidirektionalen Prepreg-Tapes

Titel: Charakterisierung der Schereigenschaften von unidirektionalen Prepreg-Tapes
Typ:
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: laufend

Hintergrund

Eine effiziente, schnelle und kostengünstige Serienfertigung für Compositebauteile wird aufgrund der steigenden Stückzahlanforderungen immer wichtiger. Selbst im Flugzeugbau sind inzwischen Stückzahlen gefordert, welche mit den etablierten Fertigungsverfahren lediglich schwer und nur mit hohen Kosten bedient werden können. Gründe hierfür sind unter anderem die Prozesse, welche die Fasern in die geforderte Geometrie formen. Solche Prozesse sind in der Regel automatisierte Tapelege-Prozesse für einfache Geometrien oder manuelle Verfahren für komplexere Bauteile.

Etablierte Automated Tape Laying (ATL) und Automated Fibre Placement (AFP) Verfahren beschränken sich momentan auf ebene oder einfach gekrümmte dreidimensionale Geometrien. Der Grund hierfür ist, dass bei diesen Verfahren das Faser/Prepreg-Tape nicht manipuliert werden kann um geometrische Längenunterschiede über die Bauteiloberfläche auszugleichen.

Aus diesem Grund wurde am IFB, im Rahmen des EU-Projektes LOWFLIP (http://www.lowflip.eu/), das Advanced Ply Placementverfahren (https://www.youtube.com/watch?v=BgteIJUTPVo) entwickelt. Außerdem wurde im Rahmen des EU-Projektes EFFICOMP (http://www.efficomp.eu/) ein Prüfstand zur Charakterisierung der Materialeigenschaften von unidirektionalen Prepreg-Tapes entworfen.

Problemstellung

Für ein besseres Verständnis des APP-Prozesses sollen die Materialeigenschaften von unidirektionalen Prepreg-Tapes untersucht werden.  Hierfür sollen die Tape-Schereigenschaften mit Hilfe eines Scherteststandes getestet werden. Dabei sind Greifer-Vorspannung, Anpressdruck der Konsolidierungseinheit, Temperatur, Scherwinkel und die freie Tapelänge variabel. Gemessen werden die Scherkräfte und die Zeit bis zum Ausgleich des Längenunterschieds im Tape.

Die Messdaten werden als Inputdaten für eine Prozesssimulation des APP-Prozesses dienen.

Aufgabe

  • Einarbeitung in das Fertigungsverfahren  
  • Recherche und Einarbeitung in die Theorie des Materialverhaltens
  • Erstellen eines Prüfplans zur Charakterisierung des Materialverhaltens
  • Durchführung der Versuche
  • Dokumentation

Anforderung

  • Selbständiges, motiviertes und gewissenhaftes Arbeiten
  • Grundkenntnisse in Composite-Fertigungsverfahren
  • Sicherer Umgang mit Prüfelektronik/Steuerung

Kenntnisgewinn

  • Einsicht in ein innovatives Verfahren zur automatisierten Fertigung von Prepreg-Bauteilen
  • Sammeln von Erfahrungen mit dem Umgang von Out of Autoclave Prepregs und deren Besonderheiten
  • Vertiefung der Kenntnisse für die Herstellung von Composite-Bauteilen