Bauteilintegrierte ?erwachung Variothermer Faserverbundfertigungsprozesse Mittels Minimalinvasiver Foliensensoren Auf l?lichem Substrat

Um bei der Fertigung von Faserverbundkunststoffen Zeit, Energie und Kosten sparen zu k?nen, werden m?lichst viele Informationen ?er die Vorg?ge w?rend des Fertigungsprozesses ben?igt. Die Integration von Foliensensoren in die hergestellten Bauteile ist eine von mehreren M?lichkeiten, diese Informationen zu erhalten. Foliensensoren bestehen aus einer thermoplastischen Folie, auf der metallische Elektroden strukturiert sind. Ihre Integration in das Bauteil bringt unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich. Einerseits sind bauteilintegrierte Sensoren flexibler einsetzbar als werkzeugintegrierte Sensoren und erm?lichen eine feinere r?mliche Aufl?ung der Aush?tevorg?ge. Andererseits werden sie bei der Fertigung zum Produktbestandteil. Sie sollten deswegen einfach und kosteng?stig sein, sowie die Lasttragf?igkeit nicht beeintr?htigen. Aus mechanischer Sicht bringen Foliensensoren vor allem ein Delaminationsrisiko mit sich. Die Wahl des thermoplastischen Substratmaterials macht dabei den entscheidenden Einflussfaktor aus. W?rend Sensoren auf Basis des h?fig verwendeten Materials Polyimid ein erhebliches Delaminationsrisiko mit sich bringen, ist der Einfluss von Polyetherimid weit weniger sch?lich oder verbessert sogar einzelne Festigkeitskennwerte. Neben dem Substratmaterial wirken sich auch die metallischen Sensorstrukturen auf die Belastbarkeit aus. Zur Gestaltung minimalinvasiver Sensoren sollte ein m?lichst geringer Metallisierungsgrad angestrebt werden. Das verbreitetste Design f? Foliensensoren zur Aush?te?erwachung sind sogenannte Interdigitalelektroden, die eine elektrische Kapazit? bilden, deren Impedanz von der direkten Umgebung beeinflusst wird. In variothermen Fertigungsprozessen besteht eine Herausforderung darin, den Einfluss der Temperatur von dem des Aush?tegrades zu trennen. Die an integrierten Sensoren gemessenen Impedanzinformationen m?sen dazu eine Verarbeitung durchlaufen, in deren Verlauf die Frequenzabh?gigkeit und die Einfl?se von Temperatur und Sensorgeometrie aus den Daten entfernt werden. F? eine variotherme Aush?te?erwachung ist daher die Verwendung eines zus?zlichen Temperatursensors unverzichtbar. Die Sensordaten bieten dar?er hinaus Potential f? die Ermittlung des Faservolumengehalts oder zur Detektion von Harzfehlanmischungen.

Author: Alexander Kyriazis

Publisher: Springer Vieweg

Publication Date: Feb 02, 2024

Number of Pages: NA pages

Language: German

Binding: Hardcover

ISBN-10: 3662681641

ISBN-13: 9783662681640