3D-PTM: Assessement of economic and technical advantages of 3 dimensional preform transfer moulding

• Research unit: EU RFP
• Project number: 95.0667-3

Key words (German)

Harzinjektionsverfahren - dreidimensional verstärkte Prefroms - Vernähen - Multiaxial-Gelege - Füllbildsimulation -Permeabilitätstensor - Fliesskanal - Viskosität - Reaktionskinetik

Alternative project number (English)

EU project number: BE 95-1315

Research programs (English)

EU-programme: 4. Frame Research Programme - 2.1 Industrial and materials technologies

Short description (German)

Siehe Abstract

Partners and International Organizations (German)

ICI, CASA, DASA, Aerospatiale, Hispano-Suiza, Saertex UCL, UC, IVW, IKB (ETHZ), UY

Abstract (German)

Beim Beispielbauteil von Airex kommen als Fasermaterialien 2 unterschiedliche Glasgelege zum Einsatz. Die Permeabilitäten der beiden Gelege wurden ermittelt. Für die Permeabilität in Dickenrichtung ergibt sich entgegen der bei der Simulation getroffenen Annahme eine Druckabhängigkeit der Messwerte. Sowohl bei Permeabilitätsmessungen als auch bei der Gestaltung von Angusssystemen und deren Simulation ergaben sich neue Erkenntnisse und Anforderungen. Als Reaktion auf den Fliesswiderstand erfährt die Preform eine Verdichtung und damit eine lokal und zeitlich veränderte Porositä/Permeabilität. Zukünftig wird dieses Forschungsergebnis des Projektes in der Simulation berücksichtigt werden müssen.

Von 3 Partnern wurde für das vernähte Multiaxialgelege NCF4.2 bei zum Teil unterschiedlicher Versuchsführung der Permeabilitätstensor gemessen. Ein Vergleich der Permeabilitätswerte bei ein- und zweidimensionaler Versuchsführung, also Linienanguss und Zentralanguss, sowie in unterschiedlichen Werkzeugen, wurden miteinander verglichen. Die Bewertung der unterschiedlichen Methoden ergibt, dass Messungen bei vollständigem Verzicht auf 2-dimensionale Versuche schwieriger auszuwerten sind und die Permeabilität nicht hinreichend genau bestimmt werden kann.

Viskositätsmessungen für das Harzsystem DOW DER 330 erfolgten mit einem Platte-/Platte-Rheometer, isotherme Viskositätskurven wurden aufgenommen. DSC-Messungen wurden für das gleiche Harz durchgeführt. Mit der DSC-Analyse wird das Reaktionsverhalten des Harzsystems bestimmt. Ein Abgleich zwischen bereits durchgeführten Versuchen im Glaswerkzeug und der thermischen Simulation des Füll- und Aushärteprozesses zur Validierung des thermischen Softwaremoduls konnte begonnen, aber im Rahmen dieses Projektes noch nicht abgeschlossen werden. Vorschläge für eine Weiterentwicklung des Softwaremoduls wurden erarbeitet.

Gemeinsam mit den Projektpartnern wurden auf der chemischen Seite Methoden zur Kennwertermittlung erprobt, bewertet und weiterentwickelt.

Mit Simulationen bei isothermen Versuchsbedingungen erfolgte die Optimierung des Harzverteilsystems. Vorschläge für ein dem Bauteil angepasste bestmögliche Marzverteilung und Werkzeugentlüftung wurden erarbeitet. Die Erkenntnisse aus der Bestimmung der Permeabilität in Dickenrichtung wurden in die Entwicklung des Angusssystems mit einbezogen.

Durch systematische Untersuchung der Drapiermechanismen konnten grundlegende Erkenntnisse zum Umformverhalten von Multiaxialgelegen gewonnen werden. Aufgrund dieser Erkenntniss wurden ein Anforderungsprofil für ein hinsichtlich Nähtechnik (Art und Dichte der Stiche) optimiertes Gelege erstellt, und Strategien für das faltenfreie Umformen von Gelegen zu hochkomplexen Strukturen entwickelt und deren Nutzen anhand des Demonstratorbauteils von Alusuisse Airex nachgewiesen.

References in databases (English)

Swiss Database: Euro-DB of the
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CH-3003 Berne, Switzerland
Tel. [phone]
Swiss Project-Number: 95.0667-3