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5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX 129
Abbildung 5.32:Auswertung derMessung zur frequenzbeeinflussten Tiefenwirkung: Normierte Tem-
peraturT(z)/T(0) über dem z-Abstand von der Laminatoberfläche.
8.Versuchsreihe: Einfluss desKoppelabstands
Dieweitere zu untersuchendeProzessgröße ist derKoppelabstand h. Er stellt dasAbbild zurEntfer-
nung desWerkstücks um den stromdurchflossenen Leiter dar. Aus der Beziehung zur magnetischen
Feldstärke inGleichung2.15undderLeistungsbeziehung inGleichung2.34 zeigt sichbeimetallischen
Werkstücken eine hohe Sensitivität der Erwärmung und desWirkungsgrades auf denKoppelabstand
zwischen InduktorundWerkstückoberfläche.Dies soll durchdieVersuchsreihe IS-SE-01-05untersucht
werden. Auch hier werden zu jeder Versuchskonfiguration in Tabelle 5.10 drei Messreihen erstellt,
die ausgewertet und in den beiden Diagrammen in Abbildung 5.33 gezeigt werden. Es bestätigt
Tabelle 5.10:Versuchsreihe IS-SE-01-05: Einfluss desKoppelabstands h.
Versuchs-
reihe Leistung
[kW] Primär-
spulen
Strom [A] max.
Dauer [s] Frequenz
[kHz] Einstell-
kapazität
[nF] Koppel-
abstand
[mm] Induktor
IS-SE-01-
05-a 0,75 140,0 15 620 660 2 I05
IS-SE-01-
05-b 0,75 140,0 15 620 660 3 I05
IS-SE-01-
05-c 0,75 140,0 15 620 660 4 I05
IS-SE-01-
05-d 0,75 140,0 15 844 330 2 I05
IS-SE-01-
05-e 0,75 140,0 15 844 330 3 I05
IS-SE-01-
05-f 0,75 140,0 15 844 330 4 I05
sich der Einfluss desKoppelabstandes.Mit zunehmendemKoppelspalt h reduziert sich die Heizrate,
und die Temperaturkurve verschiebt sich zu niedrigeren maximalen Temperaturen. Der Verlauf der
Erwärmungskurven ändert sich mit verändertem Koppelabstand zwischen 2 und 4mm nicht. Eine
Halbierung desKoppelabstandes von 4 auf 2mm führen zu einer Reduktion der Heizrate in der Fü-
geebene um 25%.Da die Schwingkreisfrequenz die Lage der Fokusebene der Erwärmung beeinflusst,
wurdenbeideEinflüsse überlagert.Hier zeigt sich beimWechsel desFrequenzbereichs von 844Hz auf
620Hz eineVerschiebung derTrendlinie derHeizrate zu niedrigerenWerten.DasVerhalten über die
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