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Numerical prediction of curing and process-induced distortion of composite structures

Bernath, Alexander

Abstract:
Faser-Verbund-Werkstoffe ermöglichen Leichtbautragstrukturen, welche mit konventionellen Werkstoffen nicht umsetzbar sind. Deren Großserienfertigung ist allerdings auch heute noch eine große Herausforderung. Aufgrund des hohen Kostendrucks gilt dies insbesondere für den Automobilbau. Hinderlich wirken zum einen die hohen Materialkosten bei Verwendung von Kohlenstofffasern, und zum anderen die im Vergleich zu Stahlwerkstoffen lange Zykluszeit in der Bauteilfertigung. Eine Lösung für Letzteres stellen hochreaktive, schnellhärtende Matrixwerkstoffe in Verbindung mit modernen Harzinjektionsprozessen dar. ... mehr

Abstract (englisch):
Fiber-reinforced materials offer a huge potential for lightweight design of load-bearing structures. However, high-volume production of such parts is still a challenge in terms of cost efficiency and competitiveness. This is particularly true for the automotive sector because of its enormous cost pressure. Besides high material cost of carbon fiber, cycle times are much longer compared to conventional metal based manufacturing processes. A promising strategy to shorten the cycle time is the combined use of fast-curing resins and advanced injection processes like Pressure-Controlled Resin Transfer Molding (PC-RTM). ... mehr

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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000105945
Veröffentlicht am 26.02.2020
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 26.02.2020
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000105945
Verlag Karlsruhe
Umfang XVIII, 262 S.
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)
Prüfungsdatum 03.12.2019
Referent/Betreuer Prof. F. Henning
Projektinformation SMILE (BMBF, 03X3041Q)
SPP 1712 (DFG, DFG KOORD, HE 6154/3-1)
SPP 1712 (DFG, DFG KOORD, HE 6154/3-2)
Schlagwörter numerical simulation, process simulation, lightweight material, epoxy, composite, fiber-reinforced material, process-induced distortion, finite element method, viscoelasticity, shrinkage, mold filling simulation, finite volume method, reaction kinetics, chemo-rheology, experimental characterization, numerische Simulation, Prozesssimulation, Leichtbau, Epoxidharz, Faserverbundwerkstoff, prozessinduzierter Bauteilverzug, Finite-Element-Methode, Viskoelastizität, chemische Schwindung, Formfüllsimulation, Finite-Volumen-Methode, Reaktionskinetik, Chemo-Rheologie, experimentelle Charakterisierung
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