N. Hoch

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Prozessstabilisierung des Vacuum Assisted Process (VAP®), einem vakuumgestützten Harzinfusionsverfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen im Flugzeugbau. Ziel ist die Untersuchung der Sensibilität der VAP-Technologie auf Schwankungen in der in die Faserlagen infiltrierten Harzmenge. Durch experimentelle Messung des hydrostatischen Matrixdrucks während der Harzinfiltration sollen Erkenntnisse über die Matrixdruckentwicklung im VAP-Prozessablauf gewonnen werden. Dazu wird ein Versuchsaufbau erzeugt, in dem an mehreren Punkten über der Fließlänge der hydrostatische Matrixdruck mit kostengünstigen Drucksensoren gemessen werden kann. Die Auswertung der Messergebnisse zeigt, dass eine Beobachtung des Infiltrationsprozesses mittels Matrixdruckmessung möglich ist. Zum einen lassen sich Aussagen über die Position der Fließfront zu jedem Zeitpunkt der Infiltration treffen, zum anderen kann bestimmt werden, wann die Preform vollständig mit Harz benetzt ist und wann sich eine homogene Matrixverteilung eingestellt hat. Des Weiteren können während des Herstellungsprozesses Aussagen über die Qualität des Endbauteils hinsichtlich Schwankungen in der Laminatdicke getätigt werden. Eine Variation der infiltrierten Harzmasse wirkt sich direkt auf das Verhältnis zwischen den Lastanteilen aus, die nach der Infiltration von der Matrix bzw. von der Faser aufgenommen werden. Vor allem im Bereich hoher Faservolumenanteile führen geringe Mengenabweichungen des Infiltrationsmediums zu großen Änderungen in der Lastaufnahme. Dieses tiefere Prozessverständnis bietet Möglichkeiten zur Stabilisierung des Vacuum Assisted Process im Hinblick auf eine konstant hohe Bauteilqualität.

This work focuses on the process stabilization of the Vacuum Assisted Process (VAP®), a vacuum-assisted resin infusion process for manufacturing fiber-reinforced composite components in aircraft construction. The aim is to investigate the sensitivity of VAP technology to fluctuations in the amount of resin infiltrated into the fiber layers. By experimentally measuring the hydrostatic matrix pressure during resin infiltration, insights into matrix pressure development during the VAP process are to be gained. For this purpose, an experimental setup is created in which the hydrostatic matrix pressure can be measured at several points along the flow length using cost-effective pressure sensors. The evaluation of the measurement results shows that monitoring the infiltration process by measuring matrix pressure is possible. Firstly, statements can be made about the position of the flow front at any given time during infiltration. Secondly, it is possible to determine when the preform is completely wetted with resin and when a homogeneous matrix distribution has been achieved. Furthermore, statements can be made about the quality of the final component with regard to variations in laminate thickness during the manufacturing process. A variation in the infiltrated resin mass directly affects the ratio between the load components absorbed by the matrix and the fiber after infiltration. Particularly in areas with high fiber volume fractions, even small variations in the infiltration medium volume lead to significant changes in load absorption. This deeper understanding of the process offers opportunities to stabilize the vacuum-assisted process, ensuring consistently high component quality.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2016, Braunschweig

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2016

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201609303762

Harzinfusionsverfahren, vacuum assisted process

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30.09.2016