Seite - 87 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Bild der Seite - 87 -
Text der Seite - 87 -
4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU 87
Abbildung 4.34:RegelstreckedesKraftausgleiches inschematischer(oben)undModelldarstellung(un-
ten) [104].
c)KonstanterAbkühlgradient
Die aktiveKonsolidierung teilt sich in zweiBereiche: dieAbkühlung durch die fluidgekühlteKonsoli-
dierungsrolle und die oberflächlicheDruckluftkühlung. Durch eine konstante Vorlauftemperatur und
einen konstanten Durchfluss der Flüssigkeitskühlung kann ein konstanter Abkühlgradient bestimmt
werden.DieOberflächenkühlungerfolgtmittelsDruckluft, die eine stationäre erzwungeneKonvektion
imBereich des Induktors und imZwischenraumzurKonsolidierungsrolle realisiert.
4.3.4 Prozessdatenerfassung
Ein fähigerundrobusterProzessbeinhaltetnebenderRegelungderqualitätsrelevantenProzessgrößen
derenAufzeichnung undAuswertung. Die Prozessgrößen Fügekraft undOberflächentemperatur wer-
dendurchdasMessinterfaceHBMPX401derPMX-Reiheaufgezeichnet.Anhandderaufgezeichneten
Temperatur-undKraftverläufekönnensog.Masterkurvenerstelltwerden, zuwelcheneinentsprechen-
der Prozesskorridor festgelegtwerden kann. Liegt der gemesseneWert innerhalb desKorridors, kann
einqualitativpositiverProzessabgeleitetwerden.Eineentsprechende„i.O.“Meldungwirdausgegeben.
Durchdie imRahmenderProzessabsicherungdurchgeführtenUntersuchungenwirddieQualitätsana-
lyse validiert.
4.3.5 Versuchsaufbau
Der folgende Abschnitt beschreibt die Systemtechnik, die für die Untersuchungen im Rahmen die-
ser Arbeit verwendet wird. In Abbildung 4.35 sind die Komponenten der Schweißanlage und deren
Anordnung dargestellt. Die weitere Beschreibung erfolgt nach funktionaler Zuordnung in Roboter,
Applikations-SPS,Anlagen-SPS,Werkzeugwechselsystem, Schweißkopf und Spannvorrichtung.
Roboter
Es wird ein 6-Achs-Roboter der Fa. ABBmit der Bezeichnung IRB6640-205/2.75mit zugehörigem
Bediengerät und Steuerung verwendet. Der lastabhängige Arbeitsbereich ist in Abbildung 4.36 dar-
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