Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Tröltzsch, Jürgen
Kroll, Lothar (Prof. Dr.); Wielage, Bernhard (Prof. Dr.)
Spritzgießtechnische Direktimprägnierung textiler Halbzeuge und Preformen bei komplexen Hochleistungsbauteilen
Direct melt impregnation of textile reinforcements and preforms in injection moulding process for complex structural parts
Kurzfassung in deutsch
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer Spritzgießtechnologie zur Direktimprägnierung textiler Halbzeuge für lokal verstärkte Strukturbauteile. Die Prozessanalyse dieser neuen Spritzgießvariante und die Klärung der bei der Direktimprägnierung auftretenden strömungsmechanischen und rheologischen Phänomene dienen der Eingrenzung und Auslegung geeigneter textiler Halbzeuge, Matrixmaterialien und der Festlegung wesentlicher Gestaltungsmerkmale der erforderlichen Formwerkzeuge. Für die technologische Auslegung des Spritzgießprozesses mit Textilverstärkung wird ein modifizierter Faserbündelauszugversuch herangezogen, der eine experimentelle Methode zur systematischen Untersuchung verschiedener Materialkombinationen und Prozessfenster darstellt. Um die erreichbare Imprägnierungsqualität adäquat vorhersagen zu können, kommen aufbauend auf den vorgestellten theoretischen Berechnungsgrundlagen neue Ansätze zur Modellierung und Simulation des Spritzgießprozesses zur Anwendung. Auf Basis der Faserbündelauszugversuche werden für den Spritzgießprozess geeignete flächenförmige textile Verstärkungsstrukturen hergestellt und zu Sandwich-Bauteilen durch Direktimprägnierung spritzgießtechnisch weiterverarbeitet. Die abschließenden Bauteilprüfungen dienen dem Nachweis der Qualität der Direktimprägnierung im Spritzgießverfahren.
Kurzfassung in englisch
The aim of this work is the development of a new injection moulding technique which allows the direct melt impregnation of glass fibre textiles for the local reinforcement of thermoplastic structural parts. The analysis of this process and the clarification of the occurring fluid mechanical and rheological phenomena lead to the design of process-adapted textile semifinished products, matrix materials and the definition of essential design characteristics of the necessary moulds. For the technological design of the new injection moulding technique the fibre bundle pull-out test is used, which allows for the indirect mechanical measurement of the fibre bundle melt impregnation. The polymer melt impregnation of the fibre bundle in the injection moulding process is modelled and calculated, using Navier-Stokes and Navier-Stokes Brinkman equations to describe the melt flow in a pure fluid region and porous media, considering the non-Newtonian flow behaviour of thermoplastic melts. With the results of the fibre bundle pull-out test, unidirectional glass fibre tapes are produced in a fibre-foil-tape unit. The fibre tapes then are used in an injection moulding tool for manufacturing textile reinforced sandwich structures with the direct melt impregnation technique. The injection moulded samples are tested on their mechanical properties, whereby a significant increase in bending stiffness and impact strength compared with unreinforced samples can be achieved.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Strukturleichtbau / Kunststoffverarbeitung | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Kroll, Lothar (Prof. Dr.) | |
| ISBN/ISSN: | 9783843906395 | |
| Quelle: | 1. - München : Verlag Dr. Hut, 2012. - 159 S | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Imprägnierung , Faser-Kunststoff-Verbund , Navier-Stokes-Brinkmann , Rheologie , Spritzgießen | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | melt impregnation , fibre reinforced plastic , Navier-Stokes-Brinkmann , rheology , injection moulding | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 05.09.2012 |
