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4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU 65
Abbildung 4.12: TemperaturverlaufTüberdemOrtx inderFügeebenebeiderÜberfahrtdesSchweiß-
kopfes.
raturverlaufskurveundeine entsprechendeEinteilung inProzessbereiche inAbbildung4.13darstellen.
DieZeit undderOrt sindüber dieBedingung einer konstantenSchweißgeschwindigkeit vw verknüpft.
Der Prozessschritt der Erwärmung wird in folgendemGebrauch als Plastifizierungsprozess beschrie-
ben, der Abkühlprozess als Rekonsolidierungsprozess. Beide Prozessschritte zusammen beschreiben
das Induktionsschweißen.Abgeleitet aus diesenUntersuchungen unddenPrämissen, die eineAnwen-
dung imflexiblenautomobilenKarosseriebaumit sichbringtwirdeinautomatisierter robotergeführter
Induktionsschweißkopf entwickelt und aufgebaut.
4.3 Auslegung der Systemkomponenten
Basierend auf der Prozessbeschreibung in Abschnitt 4.2, den physikalischen Zusammenhängen aus
derphysikalischenProzessbeschreibungder elektromagnetischenund thermischenFelder inAbschnitt
2.2.4 und den Anforderungen zur Prozessgeschwindigkeit, Flexibilität und Zugänglichkeit im auto-
mobilenKarosseriebauwerden in den folgenden beidenAbschnitten eineAuslegung undAuswahl an
Systemtechnik durchgeführt.
EinigeVorgabensind fürbeideProzessschrittegleichermaßengültig.Umdiesezu identifizieren, sind in
derAbbildung 4.14 dieKomponenten der Systemtechnik schematisch beschriebenundderen System-
grenzen definiert. Aus dieser Abbildung geht hervor, dass der Schweißkopf als in sich abgeschlossene
und vomManipulator abgeschlosseneEinheit zu betrachten ist.
Für die Durchführung der Prozess- und Schweißnahtuntersuchung unter Berücksichtigung der gefor-
dertendreidimensionalenSchweißzugänglichkeitwirdeinstandardisierter IndustrieroboteralsSystem-
trägerverwendet.HierdurchkanngleichzeitigeineseriennaheUmsetzungdesSchweißsystemsrealisiert
unduntersuchtwerden.DieSchnittstellenderVersorgungsmedien sowiedermechanischenAnschlüsse
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