Experimentelle Analyse des Verhaltens von Dry-Spots im Druckfeld eines Liquid Composite Moulding Prozesses

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit wird das Verhalten eines Dry-Spot im Druckfeld eines Liquid Composi-te Moulding Prozesses experimentell untersucht. Dafür werden Anpassungen an einem existie-renden Versuchsstand vorgenommen um die Automatisierbarkeit der Versuchsauswertung und die Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse zu verbessern. Die in der Arbeit beschriebenen Anpassungen am Versuchsstand umfassen u. a. eine optimierte Injektionsstrategie, die Integration von Druckmessumformern sowie eine dadurch erforderliche Änderung des Beleuchtungskonzepts. Zu weiteren Anpassungen zählen die Konstruktion einer Abschirmvorrichtung, eines Werkzeugunterbaus und eines Druckbehälters für Versuche mit hö-herem Injektionsdruck. Für die Untersuchung des Dry-Spot Verhaltens werden Versuche am angepassten Versuchsstand durchgeführt. Mittels der entwickelten Injektionsstrategie wird ein Dry-Spot im Druckfeld eines RTM-Prozesses erzeugt. Über Stellgrößen, wie z. B. Injektionsdruck und Faservolumengehalt, werden die Prozessparameter variiert. Zu ihnen zählen die Viskosität des Fluids, die Permeabilität des Fasermaterials und der Druckgradient in der Kavität. Ihr Einfluss auf das Verhalten des Dry-Spot wird anhand der zeitlichen Volumen- und Stoffmengenänderung des Dry-Spot sowie seiner Auflösezeit und der Geschwindigkeit, der bei der Auflösung entstehenden mobilen Poren, ausgewertet. Die Versuchsergebnisse zeigen die Auflösung des Dry-Spot aufgrund eindringenden Fluids und das Loslösen einzelner Poren aus dem Dry-Spot. Meist konnte ein linearer Zusammenhang zwi-schen Ein- und Ausgabeparametern festgestellt werden. Die ursprüngliche Annahme eines gleich gerichteten Druckgradienten in jeder Phase des Prozesses muss aufgrund der Ergebnisse revi-diert werden. So ergeben sich vor dem Beginn des Loslösens der Poren unterschiedlich gerichte-te Druckgradienten zwischen dem Dry-Spot und der Evakuierungsseite des Werkzeugs. Zusätz-lich werden u. a. die von der Porenwanderung verursachten charakteristischen Druckschwankun-gen untersucht und für die weitere Auswertung der Versuche genutzt.