Optimierung von CFK-Bauteilen durch Strömungssimulationen

Strömungen in porösen Medien spielen eine wichtige Rolle in verschiedenen Anwendungen. Insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen aus CFK (carbonfaserverstärkter Kunststoff), einem Werkstoff der Zukunft, gibt es weiterhin viele wichtige Aspekte, die für eine industriegerechte Auslegung der Herstellungsprozesse wissenschaftlich zu untersuchen sind.

Eine Verfahrensklasse zur Herstellung sind Fließprozesse. Beispiele dafür sind das Resin Transfer Molding (RTM) oder das Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI). Dabei werden Textilien in eine Werkzeugform eingelegt und ein reaktives Harz injiziert. Nach vollständiger Füllung erfolgt die Aushärtung des Harzes und anschließend kann das Bauteil entformt werden.

In Voruntersuchungen für ein DFG-Projekt wurde ermittelt, in welcher Weise das Strömungsverhalten auf mikroskopischer Ebene, nämlich der Betrachtung des Fließens um die Textilien herum, übertragen werden kann auf eine makroskopische Beschreibung, bei der die Fasern nicht mehr sichtbar sind. Daraus werden charakteristische Merkmale abgeleitet, wie die Produktqualität eines CFK-Bauteils erhöht werden kann.

Durch die Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass das geplante Vorhaben durchführbar ist und welche Rechnerressourcen für eine Durchführung zur Verfügung stehen müssen.

 

Weitere Informationen:

• Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Florian Klunker, Prof. Dr.-Ing. G.Ziegmann,
Agricolastraße 6
Clausthal-Zellerfeld
+49 (0) 5323 722080

Schlagwörter:

RTM, Flow Simulation, Micro scale, Macro Scale