ISEMP Ergebnisse

Herstellung des Demonstrators mit 3D-Werkzeugtemperierungssystem

In dem Projekt wurden verschiedene Test-Formwerkzeuge mit Kohlenstoff-Nanaopartikel basierten Heizsystemen von den Partnern hergestellt und getestet. Dabei wurde das eigentliche Heizsystem sowie die automatisierte Beschichtung der Heiz- und Kontaktschichten untersucht. Als finaler Demonstrator wurde ein GFK-Formwerkzeug mit dem Heizsystem besprüht und seitliche Kontaktflächen mittels thermischem Spritzen aufgebracht.

Beschichtung des Demonstrators (links). GFK-Formwerkzeug mit Heizschicht (rechts).

Thermographie-Aufnahmen des beheizten Formwerkzeugs (Quelle: FutureCarbon).

Die Sensitivität des Heizsystems auf Schwankungen in der Schichtdicke wurde untersucht und elektro-thermisch simuliert. Prozessparameter und Hotspots wurden identifiziert.

Temperaturentwicklung auf einer Heizfläche mit alternierender Heizschichtdicke.

Es wurden unterstützende Simulationen durchgeführt um den Schichtauftrag möglichst gleichmä├čig zu gestallten und kritische Stellen zu identifizieren. Abschlie├čend wurde das Werkzeug in Längsrichtung beschichtet.

Simulations des Beschichtungsprozesses: Automatisierter Schichtauftrag (links), Spritzprozess mit optimierten Parametern wie z. B. Geschwindigkeit und Winkel (rechts).

Aushärtung und Autoklavprozess

Zur Motivation des Projektes und Ermittlung der Vorteile des Kalt-Autoklav-Prozess bzw. des beheizten Werkzeugs wurde der Aushärtungsprozess im Autoklaven an mehreren Orten simuliert.

Verschiedene Wärmeübergangskoeffizienten in Abhängigkeit von der Positionierung.

Temperaturunterschiede in einem Plattenwerkzeug vorne bzw. hinten positioniert (links). Verzögerung der Aushärtung einer einfachen CFK-Platte im Standard Autoklavprozess vorne bzw. hinten platziert (rechts).

Abschließende Arbeiten

Zeit- und Energieeinsparungen mit dem neuen 3D-Werkzeugtemperierungssystem

Abschließende Arbeiten befassen sich mit der Ermittlung der notwendigen Prozessführung im Kalt-Autoklav-Prozess und Out-of-Autoclave.

Zwischenergebnisse aus den laufenden Projektarbeiten zeigen welches Potential in dem konturnahen neuen 3D-Werkzeugtemperierungssystem steckt. Im Autoklavprozess kann das zusätzliche Heizsystem für eine Reduktion der Aushärtezeit sorgen. Durch eine weitere Verringerung der wärmespeichernden Massen in Variante 2 und 3 können drastische Energieeinsparungen erreicht werden.

Systemenergie,Einsparpotentiale und wärmespeichernde Massen im Autoklav

Prozessenergien und mögliche Einsparungen bei den unterschiedlichen Prozessvarianten und mit dem neuen 3D-Werkzeugtemperierungssystem