Entwicklung eines Modells zur Vorhersage der Faserlängenverteilung und –orientierung in thermoplastischen Formmassen

Entwicklung eines Modells zur Vorhersage der Faserlängenverteilung und –orientierung in thermoplastischen Formmassen

Motivation:

Der LFT- Direktprozess in Verbindung mit dem Fließpressprozess zur Herstellung semistruktureller Bauteile bietet einen großen Gestaltungsspielraum hinsichtlich Geometrie wie auch Materialsystem.

Am Fraunhofer ICT in Pfinztal wird eine LFT-D Anlage mit hydraulischer Presse betrieben auf der faserverstärkte thermoplastische Materialsysteme verarbeitet werden. Die Charakterisierung neuartiger Materialien im Hinblick auf eine Verwertung in Simulation und virtueller Prozesskette bietet eine Vielfalt spannender Fragestellungen und Arbeitsinhalten.

Für die Vorhersage der mechanische Leistungsfähigkeit eines Verbundwerkstoffes ist die Kenntnis über Länge und Ausrichtung der Verstärkungsfaser von größter Bedeutung. Abhängig von der Bauteilgeometrie und dem Fließweg werden die Verstärkungsfasern während des Fließprozesses unterschiedlich stark ausgerichtet. Neben der Einlageposition der Formmasse(n) im Werkzeug, weist die initiale Faserorientierung innerhalb der Formmasse einen nicht vernachlässigbaren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des finalen Bauteils auf. Ziel der Arbeit ist daher ein empirisches Modell zur Approximation der Faserorientierung im Pressstrang zu entwickeln.

Arbeitsinhalte:

  • Literaturrecherche und Identifikation relevanter Prozessparamete

  • Planung und Durchführung von Parameterstudien

  • Auswertung der Ergebnisse mittels geeigneter Methoden (z.B. CT-Scans)

  • Ableitung eines Modells zur Abschätzung der Faserorientierun

  • Bewertung und Dokumentation der gewonnenen Ergebnisse

Voraussetzung:

  • Studium des Maschinenbaus, der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik o.ä.

  • Kenntnisse im Bereich der Faserverbundwerkstoffe von Vorteil

  • Eigeninitiative und selbständige Arbeitsweise

Fachrichtung: Maschinenbau, Werkstofftechnik 

Art der Arbeit: experimentell / analytisch 

Beginn: ab sofort

 

Kontakt:

Christoph Schelleis
E-Mail: christoph.schelleis∂ict.fraunhofer.de
Tel: 0721 / 4640 – 509 (aktuell nur sporadisch besetzt)

Louis Schreyer
E-Mail: louis.schreyer∂kit.edu
Tel: 0721 / 608 – 45380 (aktuell nur sporadisch besetzt)