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5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX 147
Abbildung 5.54:Auswertung derBruchkraft über der normiertenProzesskonstantenK,
- grünerBereich: Schweißnahtmit Festigkeitsanforderung,
- gelberBereich: Schweißnaht ohneFestigkeitsanforderung,
- roterBereich: keine Schweißnaht.
der bisherigenBetrachtung des Prozessfensterswerden alle Schweißparameter als konstanteWerte in
dem Schweißrezept bestimmt. Es erfolgt nur eine Regelung der Fügekraft. Um das Schweißergebnis
zu verbessern, wurde bereits eineMöglichkeit zur temperaturgeregelten Plastifizierung vorgehalten.
Hierdurchwerden Schwankungen aus demWerkstoff bei gleichbleibender Laminatwandstärke ausge-
glichen.DieRegelung verwendet dieOberflächentemperatur hinter der letzten Induktorwindung und
vor der Konsolidierungsrolle. Aus der taktilenMessung der Temperatur in der Fügeebene T4 bis T7
undderBetrachtungderOberflächentemperaturTpyrowährenddeskontinuierlichenSchweißprozesses
inAbbildung5.36 zeigt sich ein reproduzierbarerZusammenhang zwischenbeidenTemperaturen.Bei
gleichbleibenderkonstanterOberflächentemperatur stellt sichüberdieNahtlänge inderFügeebenedie
TemperaturzurPlastifizierungderMatrixein. InAbbildung5.55 istdergemittelteTemperaturverlauf
überdreiMessungenundderenAbweichungskorridoraufgezeichnet.WirdeineOberflächentemperatur
TSoll=Tm−100KmiteinerToleranzvon±10K eingestellt, ergebensichwährenddesSchweißprozes-
ses konstanteBedingungen zurPlastifizierungundderViskosität, umeine stoffschlüssigeVerbindung
zu ermöglichen.
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Table of contents
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249