lalelu


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Langue Deutsch
Catégorie Biologie
Niveau Université
Crée / Actualisé 31.07.2017 / 25.07.2018
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Einteilung der FVW nach Matrixsystem

 

• Polymere Matrices:

- Duroplaste

- Thermoplaste

- Elastomere

• Keramische Matrices:

- oxidische Keramiken (wei.)

- nicht-oxidische Keramiken (schwarz)

• Metallische Matrices:

- Leichtmetalllegierungen (Magnesium, Titan, Aluminium)

Faserverbundtechnologie:

Grundlegende Prozessschritte

Prozesskette Resin-Transfer-Moulding (GFK, CFK)

Prozesskette Wickelverfahren (GFK, CFK)

Prozesskette Prepregverarbeitung (GFK, CFK)

Prozesskette Thermoplast-Presstechnik (GFK, CFK)

Prozesskette: Faser-Thermoplastverbunde

Prozesskette Polymerinfiltration und Pyrolyse (CMC)

Filament- und Garnherstellung --> Fertigung Textilhalbzeuge --> Preformingfertigung

Synthese des Precursors -- Anmischen des SChlickers 

--> Handlaminierprozess ---> AUshärten ---> Pyrolyse

Serientauglichkeit unterschiedlicher

Fertigungsverfahren

1.6.10

Schematische Darstellung des Düsenziehverfahrens

Einsatz von Glasschmelzöfen mit Homogenisieung (UNIMELTER) üblich

• Glaskugeln als Zwischenprodukt in die Schmelzwanne

 

1. Dosiervorrichtung für Glas, bisher als Kugeln, beim modernen

Direktspinnverfahren als Glasschmelze

2. elektrisch beheizte Platinwanne (400 bis 4000 Lochdüsen,

Durchmesser: 1 bis 2 mm �� Filamentdurchmesser 3 bis 13 μm)

3. Walze für die Schlichteaufbringung

4. Zusammenfassen der Elementarf.den zum Spinnfaden

5. Fadenwerfer

6. Spulenkopf

• Glasfaserschmelze 1200Åã-1400ÅãC

• Filamentbildende Kr.fte: Schwer-und Filamentkraft

• Abzuggeschwindigkeit: ca. 3000 m/min

• Oberfl.chen an Walze 3 mit Schlichte benetzt

• Faser mit hoher Qualit

Ummantelte Rovings (Friktionsgarne)

4.4

Vor und Nachteile von Lufttexturiermaschinen?

 

Vorteile:

  • gute Durchmischung der Einzelfilamente
  •  hohe Produktivität
  • Fertigung von multiverstärkten Hybridgarnen

Nachteile:

  • Faserschädigung

Faserbeschichtung für Kunststoffe Keramiken und Metallmatrix?

• Beschlichtung von Fasern für Faser-Kunststoffverbunde zur

Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Steigerung der Faser-

Matrix-Anbidnung

• Beschichtung von Fasern für Faser-Keramik- und Faser-

Metallverbunde zur Anpassung der Faser-Matrix-Anbindung und

zum Schutz der Fasern beim Herstellungsprozess

Aufgabe von Schlichten?

 

  • Schutz gegen Korrosion und Abrieb
  • Feuchtigkeitsschutz 
  • Verbesserung Haftfähigkeit zur Harzmatrix
  • Verbesserung der Handhabbarkeit der Faserrovings

Schlichte unterschieden [Flemming]

  • Haftmittelfrei Schlichten, die nach der Textilen Endverarbeitung wieder entfernt werden

müssen

  • Haftmittelhaltige Kunststoffschlichten

Aufgaben der Schlichte bei der Glasseidenherstellung?

• Sie soll Elementarfäden miteinander verkleben.

• Sie muss die Elementarfäden beim Aufspulen, Transport und der Weiterverarbeitung schützen.

• Die Schlichte muss sich auf und zwischen den Elementarfasern verteilen.

• Die Schlichte muss während des Gebrauches stabil und homogen bleiben

Aufgaben der Schlcihte für die Weiterverarbeitung von Glasseidenbündchen?

• Gewährleistung der Schneidbarkeit der Faserbündel (z. B. in Mattenlagen).

• Gewährleistung des Zerfalls von Rovings in Faserbündel nach dem Schneiden.

• Erhöhung der Abriebfestigkeit und Schmiegsamkeit der Fasern bei der Textilverarbeitung.

• Gewährleistung der Bandbildung der Rovings zum Wicklen oder Weben.

• Vermeidung elektrostatischer Aufladungen, da E–Glas nichtleitend ist.

Aufgaben der schlichte für die Verarbeitung zu FVW-Erzeugnissen?

• Schneidbarkeit in leichten Schneidwerken.

• Leichte, schnelle und luftblasenfreie Tränkbarkeit in Harzen.

• Vermeidung elektrostatischer Aufladungen von geschnittenen Faserbündeln (sollen das

Zusammenballen verhindern)

Eigenschaften durch Schlichte für FVW?

• Hohe Kurz-und Langzeitfestigkeit bei Medienwirkung (insbesondere durch Einsatz geeigneter

Haftmittel).

• Hohe Lichtdurchlässigkeit durch vollständiges Auflösen der Schlichte im Matrixwerkstoff.

• Verbindung der Forderungen nach Isolierungseigenschaften und Vermeidung von

elektrostatischen Aufladungen.

Herstellung textiles Halbzeug

endkonturnahe Verfahren: z. B. Konturflechten, 3D-Flechten,

3D-Weben, Faden- bzw. Bandablage trockener Textilien,

Trockenwickeln

TFP

1 - Nadel

2 - Oberfaden

3 - Träger

4 - Zuführung

5 - Verstärkungsfaser

Verstärkungsprinzip beim TFP

Anordnung der Fasern endlang der Hauptspannungsrichtungen, die für

isotropes bzw. quasi-isotropes Materialverhalten berechnet wurden

TFP - Technik Vorteile

• hoher Automatisierungsgrad

• weniger Handarbeit

• weniger Abfall

• optimale Faserausrichtung

• bessere Eigenschaften

• einfachere Werkzeugkonzepte

• neue Produkte sind möglich

• Kosteneinsparung

• Komplettlösung

• einfache Qualitätssicherung

• Großserienproduktion

Kernmaterialien beim Umflechten

 

• verlorene Kerne

- Sand

- Wachs

- Styropor

• wiederverwendbare Kerne

- Leichtmetalle

- Kunststoffe

- Holz

- Stahl

• verbleibende Kerne (Innenliner)

- Thermoplaste

- metallische Liner

Jaquard-Fachbildung

individuelle Kontrolle jedes einzelnen

Kettfadens

• komplexe Webemuster möglich

• häufig für die Herstellung von 3D-Halbzeugen

genutzt

Konfektionstechnische Fertigung von Faserhalbzeugen

• Zuschnitt

• Handhaben

• Legen

• Drapieren

• Fixieren

• Verbinden

Darstellung von Laminataufbauten in Zeichnungen

• das Bauteil wird mit einem Koordinatensystem versehen, auf das

die Faserwinkel bezogen werden können

• in der Stückliste sind die verwendeten Halbzeuge, Kernmaterialien

aufgelistet, sie enthält die Positions-Nr., die Menge, die Einheit der

Menge, Benennung der Komponenten, Sachnummern oder Norm-

Kurzbezeichnungen.

• Erstellung eines Zuschnittplans (cutting plan) sowie eines

Einlegeplans, Zuschneide- und Einlegeplan können miteinander

kombiniert werden

Handhabung von Faserwerstücken

• Erfolgt derzeit noch vorwiegend manuell

• Handhabung mit Hilfe von Roboter

• Greifersysteme

- Nadelgreifer

- Gefriergreifer

- Vakuumgreifer

Funktionsweise von einem Gefriergreifer?

Wirkmedium aufbringen

Kontakt herstellen/ Gefrieren

Halten

Lösen duch Druckluft

Arten des Drapierens?

• kinematisches Drapieren

(z. B. QuickForm)

• Umformen (FE-basiertes

Drapieren,

z. B. PAM Form)

FE-basiertes Drapieren

 

• Anwendung komplexer Materialmodelle

• Berücksichtigung textilspezifischer Verformungsmoden

- Dehnung

- Streckung

- Scherung

- Fadenverschiebung

- Fadenbeulen

- „Bridging“

- Abgleiten bei mehreren Lagen

Textilspezifische Verformungsmoden

Textilspezifische Verformungsmoden

Textilspezifische Verformungsmoden

Wie kann man Lagen Fixieren?

Mit Hilfe von

• Bindern

• werkzeugseitige Fixierstifte

• Nähtechnik

• Schweißen

Tuften von Composite-Preformen

das weißt du von montag noch! Komm schon du pfeife! Naawer

Automatisiertes Tape-Legeverfahren

• Richtungs-und positionsvariable Ablage von i. Allg.

unidirektionalen faserverstärkten Tapes

• Diskontinuierliches Verfahren

• Legeköpfe verfügten i. Allg. über 3 rotatorische und 3

translatorische Achsen

• Hervorragende Leichtbaueigenschaften erzielbar

• Leichtbaugüte vergleichbar zu Wickelbauteilen

• Kommerzielle Anlagen zur Verarbeitung duroplastischer Tapes seit

Ende der 70er Jahre

• Entsprechende Anlagen für thermoplastische Tapes seit Anfang der

80er Jahre

• Derzeit keine vollst.ndige Konsolidierung mit Tapelegern m.glich

• Unterscheidung von Kontur-und Multi-Tapelegern

•Automatisiertes Tape-Legeverfahren Module?

SChneidevorrichtung

Aufheizvorrichtung

Kompaktierungsseinheit

Tapelegekopf

Typische Kopfgr..e: 20 mm bis 300 mm

• Höchstgeschwindigkeit bei der Platzierung: 1 m/s

• Höchstgeschwindigkeit zwischen Platzierungen

(Fluggeschwindigkeit) 2 m/s

• Typische Druckkraft: regelbar zwischen 100 N und 3000 N

Handlaminieren Vor und Nachteile

Vorteile:

  • einfaches Verfahren
  • geringe Investitionskosten
  • einfache Formenkonstruktion
  • keine Beschränkung in bauteil geometrie
  • für EInzel und Prototypenfertigung sowie kleinserie

Nachteile:

  • sehr lohnintensiv
  • nicht für Mittel und Großserien
  • max. 45% Faservolumengehalt ohne nachgeschaltete Verdichtung
  • Schlechte Oberflächenqualität der formabgewandten Bauteilseite