Reducing the void content and targeting at process acceleration of the RTM-Process by Design of Experiments :
Verringerung des Fehlstellengehalts und Prozessbeschleunigung im RTM-Prozess mittels Design of Experiments. - In: Internationale AVK-Tagung für Faserverstärkte Kunststoffe/Composites in Anbindung an die Fachmessen Composites Europe + Aluminium 2014, (2014), S. 41
Dem RTM-Verfahren wird großes Potenzial zur Senkung der Herstellkosten von Faserverbunden zugeschreiben. Bei einer Prozessbeschleunigung ist jedoch stets mit der Entstehung von Fehlstellen zu rechnen. Diese bilden sich meist durch einen ungleichmäßigen Fließfrontverlauf, der sich aus den Permeabilitäten von Faserbündeln und den Kanälen zwischen den Bündeln sowie der Wirkung des Kapillareffekts ergibt. Das Harz strömt jeweils in einem der Teilbereiche voraus und umschließt dabei Luft. Im Bündel treten zylindrische Poren auf, während zwischen den Bündeln eine sphärische Form detektierbar ist. Der Porenvolumengehalt lässt sich mit Hilfe der Kapillarzahl vorausbestimmen. Bisherige Arbeiten konzentrierten sich auf unidirektionale Faserhalbzeuge. Im Rahmen der Arbeiten wurde an Geweben der Einfluss von Webart, Flächengewicht und Finish auf die Permeabilität und den Porenvolumengehalt untersucht. Dazu wurde die Methode der statistischen Versuchsplanung angewandt, um Wechselwirkungen zwischen den Faktoren erfassen zu können. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Anpassung der Kapillarzahl für gewobene Halbzeuge sinnvoll ist.
Key figures for describing and comparing the energy consumption of injection molding processes. - In: 71st annual technical conference of the Society of Plastics Engineers 2013, (2014), S. 538-543
This paper deals with energy consumption data for a broad variety of injection molded parts. An analysis shows that key figures can be derived for comparison and reference purposes and allow the evaluation of the energy efficiency in a part dependent production process. The key figures comprise material properties and part geometries to build a focus relative to these particular part characteristics independent of category or application. This approach goes beyond the widely applied method of examining a machine specific energy consumption data. A significant potential of energy reduction for most analyzed injection molding processes is expected.
Untersuchungen an partikelgefüllten Thermoplasten zur Verbesserung des Verschleiß- und Reibverhaltens von spritzgegossenen Kunststoffbauteilen auf Sand. - In: Beiträge, (2014), insges. 8 S.
Hohe Abrasion und schlechte Reibpartner erhöhen die Anforderungen an Kunststoffreibflächen. Sand ist als ein abrasives Medium und schlechter Reibpartner bekannt und dient hier als Referenzmaterial. Derzeit existieren keine Kunststoffe die tribologische Anforderungen auf Sand zuverlässig standhalten und zugleich niedrige Reibwerte besitzen. Zur gezielten Untersuchung der wirkenden Mechanismen von Reibung und Abrasion wird Polyamid 6.6 spritzgegossen und auf Sandoberflächen getestet. Zur Verbesserung werden gezielt Füllstoffe in das Polyamid eingebettet und deren Tribologieeinflüsse über Versuchspläne analysiert. Der Vortrag behandelt die Einflussnahme der Massenanteile von Polytetrafluorethylen (PTFE), Kurzkohlefasern, Talkum und vier weiteren Füllstoffen auf Polyamid. Hierbei werden anhand von Versuchsplänen Zusammenhänge mechanischer Eigenschaften zu den Abrasions- und Reibmessergebnissen gesucht. Ziel der Untersuchung ist die Angabe der idealen Werkstoffkennwerte für Kunststoffe zur Minderung von Abrasion und Reibung auf Sand.
Benchmarking der bauteilabhängigen Energieeffizienz in der Spritzgießproduktion. - In: Spritzgießen 2014, (2014), S. 53-63
Mit der vorgestellten Vorgehensweise kann in einem ersten Ansatz die Energieeffizienz eines Spritzgießsystem (Maschine, Werkzeug, Bauteil) quantitativ so beschrieben werden kann, dass ein Benchmarking und Vergleich mit anderen Maschinen, Werkzeugen und Formteilen erfolgen kann. Die sich damit ergebenden Möglichkeiten können vielfältig zu einer systematischen Reduzierung des Energiebedarfes eingesetzt werden, bei der immer erkennbar ist, welches weitere Potenzial noch auszuschöpfen sein könnte. Die Grundlage der Messlatte, an der diese Referenzierung erfolgt resultiert aus den physikalisch möglichen Grenzwerten in dieser Arbeit beschrieben wurde.
A mathematical model describing the solid conveying and melting behavior of planetary roller extruders. - In: PPS 29, 2013, S12-304, insges. 5 S.
Book of abstracts S. 176
A novel approach to the design of composite components. - In: PPS 29, 2013, S09-790, insges. 2 S.
Book of abstracts S. 149
Differential drive power calculation for smooth barrel single screw extruders. - In: PPS 29, 2013, S03-73, insges. 3 S.
Book of abstracts S. 35
Current drive power models for single screw extruders with a smooth barrel depend on information like melt film thickness and solid bed width calculated by melting models. The melting process is analyzed towards the similarity of its effects compared to the shear stresses resulting in the screw torque. The screw torque in the melting section can be shown to result from the same effects as described in melting models based on heat conduction and dissipation. Even though, melting models are based on these phase transition mechanisms which are also the dominant factors for the required drive power they have only indirectly been used for drive power calculation in current models. This results in a new approach for differential drive power calculation.
Biokunststoffe für den Einsatz bei technischen Bauteilen im Automobil. - In: TECHNOMER 2013, ISBN 978-3-939382-11-9, 2013, P 2.9, insges. 1 S.
Kurzfassung S. 129
Prozessoptimierung durch Analyse und Simulation der bestimmenden Einflussfaktoren des RTM Prozesses. - In: TECHNOMER 2013, ISBN 978-3-939382-11-9, 2013, V 4.8, insges. 10 S.
Kurzfassung S. 68
Die Herstellung von Leichtbaukomponenten wird durch den Einsatz von endlosfaserverstärkten Kunststoffverbunden ermöglicht. Dabei ist das Resin Transfer Molding (RTM) Verfahren hoch attraktiv, um formfallende Teile zu produzieren. Die in der Regel trocken eingebrachte Faserstruktur oder alternativ vorimprägnierte Preforms werden in ein zweiteiliges Werkzeug eingelegt. Nach Schließen der Form wird Harz in das mit Faserstrukturen gefüllte Formnest injiziert. So wird hohe Designfreiheit für das Bauteil sowie eine im Vergleich zu anderen Verfahren bei der Herstellung von Faserverbunden hohe Ausbringungsrate ermöglicht. Die Herausforderung des industriell schnell ablaufenden Prozesses liegt in der Gewährleistung einer gleichbleibend hohen Bauteilqualität. Diese ergibt sich durch ein Minimum an Luftblasen, einen maximalen Faservolumenanteil sowie geschlossene und glatte Oberflächen. Diese Faktoren werden durch die Wahl der Prozessrandbedingungen, z.B. das Fließverhalten unter Berücksichtigung der Kapillarkräfte, Aushärtungsgeschwindigkeit durch Temperatureinfluss u.v.a., maßgeblich beeinflusst. Die wichtigsten Parameter werden identifiziert. Gleichzeitig besteht das Ziel, die Zykluszeit so weit zu senken, dass das Verfahren für die Herstellung von Automobilkomponenten in Serie attraktiv wird. Dabei strebt man eine Prozesszeit von unter 5 min an, die einer blasenfreien Verarbeitung entgegensteht. Der Beitrag untersucht die Einflussfaktoren auf den Prozess, denen in bisherigen Forschungsarbeiten wenig Beachtung geschenkt wurde. Ziel der Untersuchungen ist die Identifikation der entscheidenden Prozessfaktoren, die in ein ganzheitliches Prozessmodell einfließen, mit dem die Prozesszeit in der geschlossenen Form minimiert wird. Es werden Ansätze zur mathematischen Beschreibung der Zusammenhänge vorgestellt und mit Überlegungen zu einer Veränderung der Prozesskette so kombiniert, dass eine deutliche Reduzierung der "Form geschlossen" Zeit erreicht wird. Die Prozessuntersuchungen wurden in einem statistischen Versuchsplan unter Berücksichtigung geeigneter Material- und Verfahrensparameterauswahl an einfachen Bauteilen durchgeführt, die eine allgemeingültige Aussagekraft auch für komplexe Bauteile ermöglichen. Der Einfluss auf Bauteilqualität und Zykluszeit wird quantifiziert und mit den in der theoretischen Analyse der Prozessbedingungen identifizierten Berechnungsgrundlagen korreliert. Damit steigt die Vorhersagegenauigkeit für eine industriell einsetzbare Prozessauswahl.
Formteilbasierte Kennzahlen zur Beschreibung der Energieeffizienz im Spritzgießverfahren. - In: TECHNOMER 2013, ISBN 978-3-939382-11-9, 2013, V 1.12, insges. 8 S.
Kurzfassung S. 18
Definition von Kennzahlen zur Beschreibung des Energieverbrauchs und der Energieeffizienz im Spritzgießprozess, die es erlaubt, die Charakteristik der Energieverbräuche für eine große Bandbreite von Formteilen miteinander zu vergleichen.