Page - 70 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

70 4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU Abbildung 4.17:Darstellung der Faktor-Effekte ausTabelle 4.3. mengefasst ergeben sich folgendeAnforderungen an die Systemtechnik für die induktiveErwärmung: • Frequenzgenerator: Frequenzbereich größer 800kHz, Stromstärken größer 15Amüssen bei der entsprechendenFrequenzmöglich sein. • Außenkreis: aufFrequenz- undLeistungsbereich abgestimmterAußenkreis-Transformator, flexi- bleAbstimmung der Schwingkreisfrequenz zwischen 500 und 850kHz. • Induktorgeometrie: spiralförmiger Flächeninduktor, der Durchmesser entspricht der Schweiß- nahtbreite, stechendeAusführung umZugänglichkeit zu gewährleisten. • Koppelabstand:Wegen des sensitivenEinflusses desKoppelabstandes auf die Leistungseinbrin- gung ist ein entsprechenderAusgleichwährend der Schweißung notwendig. AlsStandardinduktor fürdieUntersuchungdesSchweißprozessesundderSchweißnahtwirdder Induk- tor I05 verwendet.Er bietetmit demFlächenradius rI von10mmundder spiralförmigenAnordnung eine homogene Erwärmung des Fügeflansches. Durch die 2-facheWindung ist eine ausreichend hohe Erwärmungsleistungmöglich.DieGeometriedes Induktors sowiedieAnschlussmaßeunddasStichmaß von 120mmsind inAbbildung 4.18 dargestellt. 4.3.2 Systemtechnik zurRekonsolidierung Die Rekonsolidierung ist der zweite Prozessschritt des Fügeverfahrens. In diesem Prozessschritt er- folgt dieWiedererstarrung des plastifiziertenThermoplastes undKonsolidierung des Laminates.Wie imAbschnitt zurKonsolidierung vonThermoplasten (vgl. Kapitel 2.1.5) beschrieben ist, muss wäh- renddiesesProzessschrittesdieAbkühlungdesPlastifikates sogestaltetwerden,dass eineVernetzung sowie Kristallisierung des Polymers ermöglicht wird. Ebenso müssen die durch die Plastifizierung entstandenen Lufteinschlüsse bis zur vollständigen Erstarrung beseitigt werden und ein vollständig infiltriertes LaminatmitmöglichstwenigenTrockenstellen erzeugtwerden.Hierbei darf die Faserori- entierungnicht beeinflusstwerden.DieOberfläche imBereich derFügstelle sollmöglichst hochwertig gestaltetwerden. Ziel soll hier eine gleichmäßigemitThermoplasten geschlosseneOberfläche sein, die keinePorosität gegenüber Flüssigkeiten darstellt. Um diese Funktion zu erfüllen, muss ein definierter Konsolidierungsdruck eingestellt werden. Dieser wird indiesemZusammenhangalsFügedruckbezeichnet.ZeitgleicherfolgteineAbkühlung imBereich der Fügezone durch einen laminatspezifischenAbkühlgradienten. DieApplikation, die notwendig ist umdiesenProzessschritt durchzuführen ist abhängig von derArt desFügverfahrens.Bei einemstatischenVerfahrenkanndiesdurcheinenStempel stattfinden,welcher über die flächigeKontaktierungmit demplastifizierten Bereich den entsprechendenKonsoliderungs- druck und dieAbkühlungwie bei einemThermoformwerkzeug zur statischenKonsolidierung ermög- licht [4]. InderAusführungeineskontinuierlichenundbahnförmigenFügeverfahrensmussdieFunktion des statischen Stempels durch eine Rolle oder Kugel dargestellt werden, die ständigen Kontakt mit der Fügefläche realisieren kann, aber dennoch eine bahnförmigeKontur abfahren kann. Aus denEr- kenntnissen der Konsolidierung in Abschnitt 2.1.5 muss ein gleichmäßiger Druck p in ausreichender