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Off-the-shelf Simulation for Demoldable Mandrels: An Experimental and Numerical Approach to Thermoplastic Shape-Memory Polymers

Neumann, Fabian und Shingte, Parth und Navarro, Oscar (2025) Off-the-shelf Simulation for Demoldable Mandrels: An Experimental and Numerical Approach to Thermoplastic Shape-Memory Polymers. EASN International Conference, 2025-10-14 - 2025-10-17, Madrid, Spanien.

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Kurzfassung

The production of one-piece composite hollow profiles with undercuts presents significant challenges to conventional mold concepts. Mandrels made of thermoplastic shape-memory polymers could facilitate demolding and reduce tooling costs. To design molds in a commercial environment, it is critical to determine their behavior using off-the-shelf Finite Element Analysis (FEA) software. This study presents a shape-memory test procedure for coupon test specimens under tensile load. Furthermore, the test is used to validate a simulation using a generalized Maxwell model, a linear viscoelastic material model implemented in off-the-shelf commercial FEA software. The materials investigated are PA6 and PET. The simulation shows good results in comparison with the thermo-mechanical shape-memory test. The results are then transferred to blow-molded bottle-shaped mandrels e.g. for the manufacturing of Type V pressure vessels. Test results are compared with the simulation results and deviations are discussed. In conclusion, the straightforward -from material to solution- approach presented allows us to model and simulate the shape memory behavior of linear viscoelastic polymers with off-the-shelf commercial FEA software.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/217882/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Off-the-shelf Simulation for Demoldable Mandrels: An Experimental and Numerical Approach to Thermoplastic Shape-Memory Polymers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Neumann, FabianFabian.Neumann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7514-8427NICHT SPEZIFIZIERT
Shingte, Parthparth.shingte (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Navarro, Oscaroscar.ludena.navarro (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Oktober 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FEA, SMP, Shape Memory Polymer, Tooling, Mandrel, Manufacturing, Hydrogen, Pressure Vessel, Simulation
Veranstaltungstitel:EASN International Conference
Veranstaltungsort:Madrid, Spanien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:14 Oktober 2025
Veranstaltungsende:17 Oktober 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Produktionstechnologien
Standort: Aachen-Merzbrück
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemleichtbau > Produktionstechnologien BS
Hinterlegt von: Neumann, Fabian
Hinterlegt am:03 Nov 2025 06:05
Letzte Änderung:03 Nov 2025 06:05

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