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In-situ Überwachung und Bewertung von Tränkungsprozessen

Bertling, Dominic (2018) In-situ Überwachung und Bewertung von Tränkungsprozessen. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2018, 4. - 6. Sep. 2018, Friedrichshafen, Deutschland.

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Abstract

In-situ Überwachung und Bewertung von Tränkungsprozessen Das kontinuierliche Überwachen und Anpassen des Tränkungsschrittes von Liquid Composite Molding Prozessen verspricht, Nacharbeiten und Ausschussraten in der Produktion von Faserverbundstrukturen zu reduzieren. Die fehlerfreie und vollständige Benetzung bei jedem Injektionsprozess einer Serie ist das Ziel. Fertigungsbedingte Abweichungen der trockenen Verstärkungsstrukturen (Preforms) erschweren die Vorhersage des zu erwartenden Fließbildes. Hierdurch bleiben Nacharbeiten und Ausschuss als Teil von Prozesskosten nicht aus. Ziel ist es, neben der Dokumentation des Fertigungsprozesses, Fertigungsabweichungen zu erkennen und frühzeitig Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Um eine effiziente Bewertung auf Bauteilebene während der Fertigung durchzuführen, findet ein Abgleich von Online-Messdaten und Simulationsparametern mithilfe eines neuronalen Netzwerkes statt. Das Online-Messsystem erfasst während der Fertigung Injektionsdruck, Vakuumdruck und Harzankunft an zuvor definierten Positionen. Die erfassten Parameter werden mit Simulationsergebnissen korreliert, sodass Einschlüsse aus Fließfrontzusammenflüssen simulativ identifiziert werden können. Erkennt das Produktionssystem eine oder mehrere trockene Stellen, soll es in Zukunft Entscheidungen zur Selbstanpassung treffen. Diese Systemintelligenz benötigt quantifizierbare Bewertungskriterien. Ein Bewertungskriterium ist das Auflöseverhalten von trockenen Bereichen. Aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeiten und der porösen Beschaffenheit der Faserhalbzeuge wird das Auflöseverhalten mit einer zweiphasigen Simulation des Luft-Harz-Systems auf dem Druck-Sättigungs-Ansatz simuliert, der nach dem Darcy-Gesetz formuliert ist. Ein modifiziertes Permeabilitätsmodell nach Brooks und Corey zeigt gute Übereinstimmung mit experimentellen Versuchsergebnissen zu vertretbaren Rechenzeiten. Das relative Permeabilitätsmodell berücksichtigt den Einfluss der Strömung jeder Phase in Gegenwart der anderen Phase. Mit dem Ziel, Nacharbeiten und Ausschussraten in der Produktion von Faserverbundstrukturen zu reduzieren, werden Korrekturmöglichkeiten und Korrekturstrategien der Gegenstand weiterführender Untersuchungen sein.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/121968/
Document Type:Conference or Workshop Item (Poster)
Title:In-situ Überwachung und Bewertung von Tränkungsprozessen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Bertling, Dominicdominic.bertling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1851-3333
Date:5 September 2018
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Dry-Spot; Darcys law; Liquid Composite Molding; Neuronales Netz; Tränkungsprozess; Sensorsposition
Event Title:Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2018
Event Location:Friedrichshafen, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Dates:4. - 6. Sep. 2018
Organizer:Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Structures and Materials
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems > Composite Technology
Deposited By: Bertling, Dominic
Deposited On:22 Oct 2018 10:10
Last Modified:31 Jul 2019 20:19

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