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Konstruktion und Inbetriebnahme eines Prüfstandes zur Bewertung von Trennverfahren für Compositewerkzeuge

Titel: Konstruktion und Inbetriebnahme eines Prüfstandes zur Bewertung von Trennverfahren für Compositewerkzeuge
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: laufend

Hintergrund

Eine effiziente, schnelle und kostengünstige Serienfertigung für Compositebauteile wird aufgrund der steigenden notwendigen Stückzahlen immer wichtiger. Auch im Flugzeugbau sind inzwischen Stückzahlen gefordert, welche mit den etablierten, herkömmlichen Fertigungsverfahren lediglich schwer und mit hohen Kosten erfüllt werden können. Ein Grund hierfür sind unter anderem vorbereitenden Prozessschritte wie das Werkzeug zu säubern und mit Trennmittel zu behandeln. Das Trennmittel dient dazu sicherzustellen, dass das ausgehärtete Bauteil entformt bzw. wieder vom Werkzeug getrennt werden kann. Das Eintrennen eines Werkzeuges kann je nach Trennmittel mehr Zeit in Anspruch nehmen als das Aushärten des Bauteils.

Problemstellung

Für ein vorhandenes Werkzeug mit einer GFK-Epoxidharz Oberfläche sollen für die Herstellung von Bauteilen mit einem Out of Autoclave Prepreg (Epoxid Harz), mögliche Trennverfahren untersucht werden. Diese Trennverfahren sollen darauf hin bewertet werden, wie oft eine Abformung ohne erneutes Eintrennen möglich ist, wie viel Zeit das Eintrennen in Anspruch nimmt, ob einen Automatisierung möglich ist und welche Kosten dabei entstehen. Mögliche Trennmittel können z.B. permanente Werkzeugbeschichtungen, aufsprüh- oder aufpolierbare Lösungsmittel basierte Polymere, Wachse, Gelcoats (Permanent und/oder Semipermanent), etc. oder eine Kombination daraus sein. Zur Bewertung der Trenneigenschaften dieser unterschiedlichen Trennstrategien soll ein Prüfstand konstruiert, gefertigt und montiert werden.

Aufgabe

  • Einarbeitung in das Fertigungsverfahren (Herstellung eines Bauteils - Tapelege-/Herstellungsverfahren (Automated 3D ply placement of carbon fiber prepregs ) entwickelt in EU-Projekt LOWFLIP: http://lowflip.eu/ )
  • Recherche von möglichen Trennverfahren und deren Funktionsweise
  • Ausarbeitung eines Prüfverfahrens und der notwendigen Messgrößen für eine vollständige Bewertung.
  • Konstruktion einer geeigneten Prüfvorrichtung, welche in einer Universalprüfmaschine montiert werden kann
  • Theoretische Bewertung der gefunden Trennverfahren und Auswahl der geeignetsten
  • Durchführung von praktischen Versuchen zur finalen Bewertung der Trennstrategien
  • Dokumentation

Anforderung

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

Kenntnisgewinn

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