Simulation für CFK Komponenten effizient einsetzen - ein durchgängiger Entwicklungsprozess für HD-RTM Bauteile
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- Viktor Beutel
- vor 6 Jahren
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Transkript
1 Simulation für CFK Komponenten effizient einsetzen - ein durchgängiger Entwicklungsprozess für HD-RTM Bauteile Konzept Technologie Engineering
2 Entwicklungsprozess Schlosscover GT Serienproduktion Materialcharakterisierung & -definition Prototypen Prozessparameter Temperatur, Kraft und Werkzeuginnendrücke Verifizierung und Validierung Voruntersuchungen Seite 2 Drapieranlayse & Preforming Optimierung Angussund Werkzeugkonzept
3 Materialcharakterisierung und -definition» Festlegung des Materials» Ermittlung der mechanischen Materialkennwerte» Zug-, Druck-, Schubkennwerte» Festlegen des Lagenaufbaus» Ermittlung der Permeablilitäten Seite 3
4 Materialcharakterisierung: Drapieren Drapieren beschreibt bei technischen Textilien das Formen eines flächigen Halbzeuges in eine dreidimensionale Form unter Vermeidung von bspw. Schlaufen und Falten in der Faserstruktur» Durchführung von Drapierversuchen auf dem Drapierprüfstand von KTM-Technologies» Halbkugel als Prüfgeometrie (doppelt gekrümmt)» Objektive Bewertung des Deformationsverhaltens von Textilien Scherung (Haupteffekt beim Drapieren) Faserverschiebung Falten, Schlaufen Seite 4
5 Voruntersuchungen im Technikum» Durchführung von Voruntersuchungen vor Fertigung des ersten Schlosscovers im Technikum von KTM-Technologies» Fertigung von Musterplatten:» Prüfen von Harzsystemen» Untersuchungen hinsichtlich Haftung von Harz und Halbzeug (insbesondere Binder)» Untersuchung des Füllverhaltens» Aufzeichnung von Prozessdaten» Erfassen von Prozessparametern Prozessparameter Presse Temperatur in [ C], Kraft in [kn] und Werkzeuginnendrücke [bar] Seite 5
6 Voruntersuchungen: Validierung Simulation» Parallele Simulation und anschließender Abgleich zur» Verifizierung der Permeabilitätskennwerte» Validierung der Simulationsmethode Übersicht Geometrie und Zonen der Musterplatte» Durchführung von Abbruchversuchen Fließfront zur Zeit t = 3 s:» Vergleich der Fließfrontpositionen 228,4 mm 228 mm Seite 6
7 Drapieranalyse & Preforming» Durchführung Drapierversuche und erstellen eines Preformkonzeptes» Drapieranalyse und Übertragung der Ergebnisse in die Füllsimulation Berücksichtigung der Fertigungseinflüsse (Faserwinkelabweichung, Scherung etc.) Aus Drapieranalyse resultierende Scherwinkel Gassenbildung aufgrund zu hoher Scherwinkel Seite 7
8 Demonstrator: Schlosscover» Schlosscover des KTM X-Bow GT» Funktionen» Aufnahme des Türschlosses» Abstützelement beim Einsteigen» Luftführung für Kühlung Seite 8
9 Optimierung Anguss- und Werkzeugkonzept» Anguss-Strategien Punktanguss Breiter Filmanguss Schmaler Filmanguss Optimierter Filmanguss Bauteilbereich Anguss Entlüftung Pressbereich Filmanguss Ausschnitt im Angussbereich Seite 9
10 Füllvideos» Vergleich Füllprozess unterschiedlicher Anguss-Strategien Seite 10
11 Verifizierung und Validierung» Füllzeiten Simulation 12 s» Füllzeiten Versuch 8,5 s 4 s Seite 11
12 Prototypen und Serienproduktion» Fertigung erster Prototypen» Vollautomatisierte Fertigung» Handling der Preforms» Platzierung im Werkzeug» Füllung» Entnahme des fertigen Bauteils Engel v-duo 700 Quelle: Engel Austria GmbH Seite 12
13 Fazit Das Projekt hat gezeigt, dass folgender Grundsatz gilt: Eine prozessgerechte Materialauswahl, Voruntersuchungen und der Einsatz von Simulationsmethoden bieten die Basis für eine erfolgreiche Realisierung von RTM Bauteilen. Gerne unterstützen wir Sie bei Ihren Herausforderungen! Seite 13
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