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38 2. STANDDERTECHNIK
Der Faktor µr−1 wird als magnetische Suszeptibilität χM beschrieben. Materie, die eine positive
Suszeptibilität besitzt, wird zuOrtenmitmöglichst hoher Flussdichte gezogen, wohingegenMaterie
mit negativemVorzeichen sich entgegengesetzt verhält [71].AnhanddermagnetischenSuszeptibilität
lassensichdieWerkstoffe indreiHauptklasseneinteilen,welchediemagnetischeEigenschaftundderen
Verhalten imMagnetfeld klassifizieren [71]:
• Diamagnetismus
• Paramagnetismus
• Ferromagnetismus
DieEinteilung erfolgt gewöhnlich nach denWerten der Suszeptibilität inTabelle 2.4.
Tabelle 2.4: EinteilungmagnetsicherWerkstoffe nach [71]
diamagnetisch µr<1;χM<0 −10−4<χM<−10−9
paramagnetisch µr>1;χM>0 10−6<χM<10−2
ferromagnetisch µr 1;χM 0 µr>500
Nach Böge [71] ist das unterschiedliche Verhalten derWerkstoffe auf die Bewegung der Elektronen
und somit auf die Elektronenstruktur der Elemente zurück zu führen. Die detaillierten Abläufe und
Mechanismenwerden inderQuantenphysikbeschriebenundwerdenhiernichtweitervertieft.Wichtig
für die spätereAnwendungder induktivenErwärmung sindhingegendieEigenschaften innerhalb der
Hauptklassen desMagnetismus.Diese sind ausführlich imAnhangA.1.8 erläutert.
2.2.3 Anlagentechnik
In diesemAbschnittwerdendie zurErzeugungdes alternierendenMagnetfeldes notwendigeAnlagen-
technik und deren aktueller Entwicklungsstand beschrieben.
Frequenzgenerator
Der Frequenzgenerator stellt die Energiequelle für den Schwingkreis dar, der das alternierendeMa-
gnetfeld als Quelle für die induziertenWirbelströme speist. Seine Aufgabe ist es, gespeist aus dem
Stromnetz, eineErregerfrequenz zuerzeugen,mitder einabgestimmterSchwingkreis angeregtwerden
kann.Umeine entsprechendeBetriebssicherheit für die Produktionsumgebung gewährleisten zu kön-
nen, ist es wichtig, durch eine entsprechende elektromechanische Schaltung eine Netzverschmutzung
bzw. eine unzulässigeRückkopplung zu verhindern [75].
Mit zunehmend einfacher werdender Technik zur Erzeugung von hohen Frequenzen werden viele
Niederfrequenzanwendungen durchMittelfrequenz ersetzt, da diese eine wesentlich bessere Energie-
übertragung gewährleistet.DieHochfrequenzgeneratoren erzeugen Spannungsschwingungen zwischen
50kHzundeinigenMegahertz und stellen somit die obereGrenze zurMikrowelle dar ([71]; [74]).Die-
se Frequenzenwerden durch Frequenzumwandler aus der Netzfrequenz erzeugt. Die derzeit üblichen
Verfahren zur Frequenzwandlung sind imFolgenden aufgelistet:
• Frequenzvervielfacher (statischer Frequenz-Umformer)
• Thyristor- undTransistor-Umrichter
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Inhaltsverzeichnis
- 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