Untersuchung und Bewertung eines flexiblen, induktiven Heizverfahrens für die Verarbeitung von Hochleistungsthermoplasten (Bachelorarbeit)

Kurzfassung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Konzept erarbeitet, um die FlexIn Heat - Technologie in ein vorhandenes Werkzeug zu implementieren. Damit Hochleistungsthermoplaste verarbeitet werden können, wurde die Heiztechnologie durch die Verwendung von Hochtemperaturlitzen auf hohe Temperaturen angepasst. Es wurden verschiedene Befestigungsmöglichkeiten verglichen, mit denen die Induktionsspulen an einem Werkzeug befestigt werden können, und ein geeignetes Konzept ausgewählt. Die Spulen werden dazu auf ein flexibles Trägermaterial aufgenäht und an der Stützstruktur des Werkzeugs eingespannt. Das Befestigungskonzept ist flexibel anpassbar, und verwendet hitzefeste Materialien, die nach Verwendung rückstandslos wieder abgelöst werden können. Als Ergänzung können Neodymmagnete benutzt werden, deren Verwendbarkeit am Versuchstand getestet wurde. Die Erwärmung von Invar wurde mit einer Invarplatte am Versuchstand im DLR untersucht. Ziel der Versuche war es, den Einfluss der verschiedenen Parameter zu untersuchen und eine geeignete Parameterkombination für die Konsolidierung von Hochleistungsthermoplasten auszuwählen. Es wurden vier Spulengeometrien konzipiert und ihre Heizleistung getestet. Weiterhin wurde die Eigenerwärmung der Spulen, die Temperaturhomogenität der Erwärmung, sowie der Einfluss des Suszeptorvolumens auf die induktive Erwärmung untersucht. Die Heizleistung wurde optimiert, indem die Versuchsparameter auf die Erwärmung der Invarplatte abgestimmt wurden. Anschließend wurde ein Versuchsaufbau erstellt, um im Vakuumkonsolidierungsverfahren mit einem induktiv erhitzten Suszeptor Faserverbundwerkstoffe mit thermoplastischer Matrix zu verarbeiten. Es konnten erfolgreich zwei CFK-Platten konsolidiert werden, diese wurden auf ihre Qualität untersucht und die Heiztechnologie bewertet.