Datensatz zur Dissertation "Fluid-Struktur-Interaktion beim Tiefziehen von Faser-Metall-Laminaten mit niedrigviskoser Matrix"

Faser-Metall-Laminate vereinen die Vorteile von Metallen und Faser-Kunststoff-Verbunden in einem Werkstoff mit hoher spezifischer Festigkeit sowie guten Ermüdungseigenschaften und hoher Schlagfestigkeit. Ihre Herstellung erfordert jedoch oft mehrere Fügeschritte und Umformschritte. Der In-Situ-Hybridisierungsprozess kombiniert einen Tiefziehprozess mit einem Harzinjektionsverfahren oder Nasspressverfahren. Dadurch ist die Herstellung dreidimensionaler Bauteile in einem Prozessschritt möglich, da die Verwendung einer niedrigviskosen Matrix Defekte und Fluid-Struktur-Interaktion reduziert. Allerdings weist die Faser-Kunststoff-Verbundschicht bislang eine unzureichende Maßhaltigkeit und Infiltrationsqualität auf. Deren Verbesserung erfordert ein detailliertes Verständnis der komplexen Fluid-Struktur-Interaktion im Herstellungsprozess. Deshalb wurde dazu ein Versuchsstand zur Untersuchung der richtungsabhängigen und geometrieabhängigen Gewebepermeabilität während der Umformung im Faser-Metall-Verbund entwickelt. An den Biegekanten kommt es aufgrund der Blechsteifigkeit zu einer starken Kompaktierung und Verringerung der Permeabilität während der Umformung. Eine Formfülluntersuchung überträgt diese Erkenntnisse auf die Bauteilherstellung und verdeutlicht die starke Fluid-Struktur-Interaktion. Hieraus werden relevante Einflussgrößen abgeleitet, die einzeln untersucht werden, um die Prozessparameter zu ermitteln. Insbesondere Matrixviskosität, Niederhalterkraft und Injektionsdruck müssen für eine fehlerfreie, schnelle Fertigung richtig eingestellt werden. Zudem können höhere Temperaturen die Polymerisation beschleunigen und Taktzeiten verkürzen. Zuletzt werden Prozessfenster für Matrixviskosität, Niederhalterkraft und Ziehgeschwindigkeit ermittelt und Empfehlungen zur Vermeidung von Defekten abgeleitet.