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Optimierung eines neuartigen TFP-basierten Nasspressverfahrens von gezielt manipulierten Kohlenstofffaser-Preforms für den Serienprozess

Titel: Optimierung eines neuartigen TFP-basierten Nasspressverfahrens von gezielt manipulierten Kohlenstofffaser-Preforms für den Serienprozess
Typ:
  • Bachelorarbeit
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Beginn: ab sofort

Um effizienten Leichtbau zu betreiben, wird heute mehr und mehr auf das so genannte „Tailored Fibre Placement“ (TFP-Verfahren) zurückgegriffen. Der Ansatz dieses Verfahrens liegt darin, Verstärkungsfasern gezielt und lastorientiert in ein Bauteil einzubringen. Hierfür werden beispielsweise Kohlenstofffasern auf ein Trägermaterial aufgestickt. Da die meisten realen Bauteile komplexe, dreidimensionale Geometrien besitzen, muss die so entstehende zweidimensionale Preform anschließend umgeformt werden.

Problemstellung

In einem öffentlich geförderten Projekt wurde in den letzten drei Jahren ein neuartiger Prozess entwickelt, der auf einer starken Kopplung zwischen dem TFP-Verfahren und einem klassischen Stempel- Drapierverfahren basiert. Zu diesem Zweck wurde unter anderem ein Spannrahmen entwickelt, der die hergestellte Preform während sämtlicher Prozessschritte handhabt und gezielt manipuliert.

Diese Abschlussarbeit hat ihren Fokus auf dem letzten Prozessschritt, in dem unter Zuhilfenahme dieses Stickrahmens in einem klassischen Stempelverfahren nassgepresst wird. Ziel ist es, den Gesamtprozess anhand definierter Kriterien zu optimieren. Dabei sind sowohl Bauteilqualität als auch Taktzeit entscheidend. Mögliche Parameter sind Freiheitsgrade im TFP-Prozess, die Harzaufbringung auf das Textil, die Temperaturführung während des Nasspressprozesses sowie Niederhalterkräfte im Umformwerkzeug. Während der Ermittlung des idealen Prozesses besteht neben der Betreuung am IFB auch die Möglichkeit, in direkten Kontakt mit Industriepartnern zu treten.

Aufgabe

  • Literaturrecherche: Serienprozesse für Faser-Kunststoff-Verbundbauteile.
  • Analyse der verschiedenen Prozessparameter bezüglich Bauteilqualität und Taktzeit.
  • Herstellung von Preforms mittels des TFP-Verfahrens.
  • Erstellen einer Testmatrix zum gezielten Untersuchen verschiedener Prozessparameter.
  • Durchführung von Nasspressversuchen am Drapiertestand des IFB.
  • Auswertung und Analyse der Versuchsergebnisse.
  • Dokumentation und schriftliche Ausarbeitung.