2-dimensionales Imprägnierverhalten hochviskoser Thermoplaste in ebenen Faserstrukturen

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Zur zielgerichteten Entwicklung effizienterer Herstellverfahren für thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde werden abgesicherte Prozessmodelle zur Beschreibung des Imprägnier- und Konsolidierverhaltens der hochviskosen thermoplastischen Matrix in ebenen Verstärkungsstrukturen benötigt. Auch für bereits etablierte Verfahren ergeben sich durch eine modellhafte Prozessbeschreibung (Prozesssimulation) deutlich reduzierte Entwicklungskosten, da die optimalen Prozessparameter (Temperatur, Druck, Geschwindigkeit) vorab theoretisch bestimmt werden können und die aufwändige empirische Parametersuche entfällt. Ziel dieses Vorhabens ist es, basierend auf den Arbeiten zum eindimensionalen Imprägniervorgang, den Einfluss eines maschinenseitigen 2-dimensionalen (2-D) Temperaturprofils zu analysieren, die wesentlichen werkstoffrelevanten und prozessseitigen Einflussparameter auf die Imprägnierungsgüte zu verstehen und dies in eine modellhafte Beschreibung zur Simulation des Imprägnier- und Konsolidierverhaltens zu überführen. Das Prozessmodell soll mit Hilfe einer numerischen Beschreibung des 2-D-Temperaturfeldes (Finite-Elemente-Methode) und einer erweiterten analytischen Beschreibung des Imprägniermodells umgesetzt werden. Abschließend wird das Prozessmodell durch ergänzende Versuche verifiziert.