Prozesstechnik der Verbundwerkstoffe
Lernkarteien für die Vorlesung: Prozesstechnik der Verbundwerkstoffe von Prof. Dr. Ing. Peter Mitschang, TU Kaiserslautern
Lernkarteien für die Vorlesung: Prozesstechnik der Verbundwerkstoffe von Prof. Dr. Ing. Peter Mitschang, TU Kaiserslautern
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 64 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Technique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 30.09.2013 / 20.09.2023 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/prozesstechnik_der_verbundwerkstoffe
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| Intégrer |
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Skizzieren sie den Verlauf von Schubmodul über die Temperatur für amorphe und teilkristalline TP und zeichnen sie charakteristische Temperaturbereiche ein!
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Nennen sie Vor- und Nachteile thermoplastischer Kunststoffe.
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Nennen sie Vor- und Nachteile duroplastischer Kunststoffe!
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Beschriften sie das nachfolgende Viskositätsdiagramm.
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Wie wirkt sich steigende Kristallinität auf Kunststoffe aus?
Steigende Kristallinität bedeutet:
- höhere Dichte
- höherer E-Modul
- höhere Festigkeit
- höhere Härte
- bessere Lösungsmittelbeständigkeit
- bessere Abriebfestigkeit
- opake Farbe
- nicht transparent
- höhere Verarbeitungsschwindung
Skizzieren sie den Verlauf von Schubmodul über die Temperatur für Duroplasten und zeichnen sie charakteristische Temperaturbereiche ein!
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Nennen sie wichtige Duroplaste und erläutern sie ihre Anwendungsfelder, Vorteile und Preise.
- Phenolharze: Hochtemperaturanwendungen, Feuerbeständigkeit. 1-5€/kg
- Ungesättigte Polyester UP: Leicht zu verarbeiten, vielfältig. 1-5€/kg
- Vinylester-Harze VE: Extreme chemische Resistenz, gute mechanische Eigenschaften. 3-20€/kg
- Epoxid-Harze EP: Niedriger Schrumpf, gute mechanische Eigenschaften, elektrische Isolierung. 3-15€/kg
Skizzieren sie den Temperatur-Zeit-Verlauf bei der Verarbeitung von Duroplasten.
exotherme Verarbeitung
Nennen sie den Viskositätsbereich RTM Prozesse
100-1000 mPas
Welche Fließverhalten kennen sie? Skizzieren sie diese!
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Wie wirkt sich die Temperatur auf die Topfzeit aus? (Skizze!)
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Skizzieren sie einen isothermen und nicht isothermen Viskositätsverlauf und Begründen sie ihre Skizze!
Härten -> Exotherme Reaktion -> Temperatur steigt -> Viskosität sinkt zunächst, mit fotschreitender Zeit härtet der Duroplast (durch Temperatur beschleunigt!) -> Viskosität steigt rasch
Skizzieren sie den Viskoistätsverlauf beim Härten und erläutern sie den Verlauf
- mit steigender Temperatur sinkt die Viskosität (rheologischer Anteil)
- mit steigender Vernetzung (durch Aushärtung) steigt die Viskosität
Durch was entsteht Schwindung? (Skizze) Nennen sie ungefähre Werte für verschiedene Duroplaste!
Verarbeitungsschwindung:
- ungesättigte Polyesterharze: 6-10%
- Epoxidharze: 1-3%
- Vinylesterharze 1%
Skizzieren sie den E-Modul für den Winkel zwischen Zug und Faserrichtung einer UD-Schicht, eines biaxialen Geleges, eines Gewebes und eines Multiaxialen Geleges.
- UD-Schicht, biaxiales Gelege, Gewebe: anisotrop
- multiaxiales Gelege: quasi-isotrop
Skizzieren sie das Normierte Eigenschaftsniveau von LFT über die Faserlänge!
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Skizzieren sie den Vakuumaufbau für einen Autoklav-Prozess
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Skizzieren sie den Temperatur- und Druckverlauf in einen Autoklavzyklus für einen GF/EP und einen GF/PA FKV.
- GF/EP -> Duroplast
- GF/PA -> Thermoplast
Nennen sie Vor- und Nachteile des Autoklavverfahrens!
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Erläutern sie die LCM Prozesskette
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Welche Methoden zur Preformherstellung kennen sie?
Direkte Preformherstellung:
- Standard: Faserspritzen, P4-Verfahren
- 3D-Textilprozesse: 3D-Weben, Flechtechniken, Stricktechniken, Fibre-Placement-Methoden (TFP)
Sequentielle Preformherstellung:
- Halbzeugherstellung gefolgt von Umformprozess (Binder-Umform-Technik: Pulver-, Harzfilm- oder Kaschiertechnik)
- Halbzeugherstellung gefolgt von Textiler Konfektionstechnik: "Cut-and-Sew", Tailored Reinforcement
Was versteht man unter Multi-Textile-Preforms?
Vernähen von Preforms zu einer räumlichen Preform Assembly. Dazu können verschiedene Textile Preforms und Halbzeuge miteinander verbunden werden:
- Gelege (WIMAG)
- Wirkware
- Strickware
- Gewebe (2D, 3D, Konturen)
- Flechtware (2D, 3D)
- Technische Gestricke (TFP)
- non-wovens (Wirrmatten, Nadelmatten, etc)
Nennen sie 3 Verfahren zur Preformherstellung und erläutern sie diese!
Direct-Fibre-Preforming: Spritzen von Fasern mit schmelzlüssigem Bindersystem auf gelochte Form mit Luftabsaugung zur Anhaftung.
Flechttechnik: Umflechten von Kernen zur Herstellung von geschlossenen Profilen
Tailored Fibre Placement (TFP): Sticktechnik, aufbringen zusätzlicher Fasergarne auf eine Basisstruktur
Stricktechnik: Stricken von 3-D Strukturen
Was versteht man unter dem VARTM-Verfahren?
Vacuum Assistet RTM
Vakuumunterstütztes Harzinjektionsverfahren
Erläutern sie das Schlauchblas-RTM-Verfahren!
wie RTM-Verfahren, nur wird ein Schlach/Sack eingelegt, der bei geschlossenem Werkzeug unter Druck steht und so einen Hohlraum erzeugt
Was kennzeichnet das SCRIMP-Verfahren
Harz wird zuerst durch ein Vakuum in ein auf dem Bauteil liegendes Verteilermedium gezogen und erst anschließend (durch 2tes Vakuum unterhalb des Bauteils) in das Bauteil injeziert.
Was kennzeichnet das RFI-Verfahren?
Preform wird mit Harzfolien in ein einseitiges Werkzeug gelegt, vakuumverpackt und im Autoklav ausgeformt
Was kennzeichnet das DPRTM-Verfahren?
Differentail-Pressure-RTM
Was kennzeichnet das TERTM-Verfahren?
Thermisch aktiviertes expandierendes Kernmaterial sorgt für Innendruck
Was kennzeichnet das ARTM?
Advanced RTM: Abgedichtetes Werkzeug schließt (nicht ganz), lässt dabei einen kleinen Spalt frei, durch den sich das Harzsystem verteilen kann, anschließend wird es ganz geschlossen -> Harzmatrix imprägniert Fasern
Nennen sie Vor&Nachteile und die Seriengröße des Vakuuminjektionsverfahrens
Vakuuminjektionsverfahren:
- + geringer Investitionsaufwand
- + sehr gute Oberflächen
- + luftblasenfrei
- - lange Injektions-/Zykluszeiten
- - geringe Automatisierbarkeit
- Seriengröße: >2000
Nennen sie Vor&Nachteile und die Seriengröße des RTM-Verfahrens
- + Komplexe, integrale Strukturbauweise
- + hohe Automatisierbarkeit
- - Gefahr von Lufteinschlüssen
- Seriengröße: ca 50000
Nennen sie Vor&Nachteile und die Seriengröße des SCRIMP-Verfahrens
- + große Bauteile
- - patentiertes Verfahren
- Seriengröße: ca. 1000
Nennen sie Vor&Nachteile und die Seriengröße des ARTM-Verfahrens.
- + kürzere Injektions/Zykluszeit
- - aufwändiges und teures Werkzeug
- Seriengröße: geschätzt ca.100000
Nennen sie Vor&Nachteile und die Seriengröße des TERTM-Verfahrens
- + Sandwichbauweise in einem Schritt
- - erhöhte Zykluszeit
- Seriengröße: ca. 50000
Nennen sie Vor&Nachteile und die Seriengröße des DP-RTM-Verfahrens.
- + hoher Faservolumengehalt
- - hohe Investitionskosten (Autoklav)
- Seriengröße: 2000-5000
Nennen sie jeweils 2 Auswirkungen folgender Prozessparameter auf das Verfahren/ die Struktur.
- Viskosität des Harzes
- Gelierzeit des Harzes
- Injektionsdruck
- Vakuumqualität
- Viskosität: entscheidend für die Füllzeit, niedrige Viskosität -> Race-Tracking (trockene Stellen, Poren, hohe Viskosität -> Preform wird nicht komplett getränkt
- Gelierzeit: zu kurz -> Harz füllt die Preform nicht, zu lang -> Zykluszeit steigt unnötig
- Injektionsdruck: zu hoch -> verschiebt Preform, beschädigt Form oder Werkzeug, zu niedrig -> erhöht Füllzeit
- Vakuumqualität: beeinflusst Ausgasungen, verringert Blasenbildung
Nennen sie das Gesetz von D'Arcy und erläutern sie die Größen
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Nennen und skizzieren sie 5 Grundformen wickelbarer Geometrien
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Skizzieren und erläutern sie die Wickelparameter!
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