Tagungsbeiträge

Caba, Stefan; Koch, Michael;
Simulation of the resin transfer molding process (RTM) by analysis of the process fundamentals. - In: Shaping the future by engineering, (2014), insges. 8 S.

Fiber reinforces plastics (FRP) technologies enable the production of lightweight components. The RTM technique is attractive to obtain vehicle parts with little post-processing in industrial scales. The closed mold process provides a desired freedom in part-design combined with high and reproducible production rates compared to other FRP processes. However, the shorter the mold-closed time the higher the risk to run into quality consistency issues resulting from air entrapments. The acceleration of the process can only be achieved by the knowledge of the fundamental process parameters. The effects of void formation and process speed can be managed to reach progresses in both cycle time and void content. The major mechanism of void formation is the entrapment of air due to flow front inconsistencies. These are generated by the differences of the flow front as a result of advancing forces, viscosity and flow resistances. A faster flow front advancement in the fiber tows results in spherical voids, because air in the flow channel between the tows can be entrapped. On the other hand a faster advance in the flow channels results in cylindrical voids in the tows. Only a balanced flow front could enable a process with low void rates. The resin flow in the channels is primarily driven by the inlet pressure. The flow resistance is low in comparison to the fiber tows where the channel radius has a smaller order of magnitude. In the tows the resin flow is additively caused by the capillary pressure that occurs in the small channels between the fibers in the tow. So the flow behavior of the flow front depends on different factors. The established factors for influencing the RTM cycle are mold temperature, inlet pressure, application of vacuum, resin and fiber volume content. However, the impact of the capillary effect has not been examined sufficiently. Possible factors influencing the wicking are finish of the fiber, weave of the reinforcements and the radius of the tows. In addition all factors may have interdependencies on each other. Process trials were conducted using a DOE-approach under consideration of material and process parameters for simple 2D parts. The analysis shows the impact of principle process parameters on the achievable part quality.

http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-035:0

Torres, Jose Oskar; Halbedel, Bernd; Weber, Claudia; Reche, Reinhart
High-performance forehearth coloring using Lorentz forces. - In: Workshop Elektroprozesstechnik, (2014), 12, insges. 7 S.

In the production of coloring glasses, molten glass which flows out of the glass tank is colored in the melt zone of the forehearth (cf. Fig. 1) by means of color concentrates (frits). These frits are added to the molten glass through feed tubes, melting and diffusing progressively. This diffusion is not enough to homogenize the color, therefore a battery of stirrers (cf. Fig. 1b, No. 7) are located at the end of the melt zone. It was observed that the frits tend to sink, degrading the glass coloring because the stirring battery needs a certain frit levels to do a good homogenization, and contaminating the lower part of the molten glass when they sediment. A suitable Lorentz force distribution generated in the molten glass and against its flow direction is used to prevent the sinking process with a push up effect and thus to improve the input flow conditions of the stirring battery. The investigations show that on the basis of a verified numerical 3D model which included the boundary conditions, process parameters and temperature depending material properties, it is possible to obtain a sufficiently accurate temperature distribution within the errors of ± 5 K on the forehearth surface as well as inside the molten glass. Only the calculated temperatures in the side of the outlet are in the range of ± 10 K due to the simplification that the molten glass is gray and opaque with its optical properties independent of the temperature. In order to cover the large width of the O-I forehearth, it was determined an arrangement of three electrodes and two coils to obtain enough push up effect over the total cross section.

Schadewald, Uwe; Halbedel, Bernd; Naß, Michael; Rickowski, Bernd; Täuber, Andreas; Noack, Bernd
Absorbermaterialien auf Basis ferritischer Werkstoffe zur elektromagnetischen Abschirmung von Gebäuden. - In: Workshop Elektroprozesstechnik, (2014), 10, insges. 8 S.

Die moderne Telekommunikation nutzt vermehrt drahtlose Techniken, um Menschen, aber auch Geräte miteinander zu vernetzen. Einsatzgebiete sind hierbei vor allem Wifi und Mobilfunk. Da eine immer größere Anzahl an Geräten auf drahtlosem Weg miteinander verbunden ist, treten auch häufiger gegenseitige Beeinflussungen auf. Jeder Sender hochfrequenter Strahlung stellt dabei auch einen Störstrahler dar, der die Funktionsfähigkeit anderer Geräte negativ beeinflussen kann. Auch der Einfluss auf Mensch und Umwelt ist, wenn auch bislang nicht unumstritten nachgewiesen, kritisch zu betrachten. Der Schutz vor negativen Auswirkungen der hochfrequenten Strahlung kann zum einen auf Seiten der Entwickler/ Designer der Geräte erfolgen, um das Auftreten der störenden Strahlungen von vornherein zu verringern oder zu verhindern. Um jedoch einerseits die Immissionen hochfrequenter elektromagnetischer Felder einzugrenzen und andererseits einen störfesten Betrieb der Elektronik und dazugehöriger elektrischer Systeme zu gewährleisten, sind trotz der eingehaltenen Grenzwerte für maximale Leistungsdichten von Strahlungsquellen abschirmende Materialien erforderlich. Diese lassen sich vereinfacht in zwei Gruppen teilen: zum einen elektrisch leitfähige Materialien, welche die einfallende Welle durch Reflexion vom zu schützenden Bauteil weglenken und zum anderen absorbierende Materialien, welche die einfallende Welle in für Mensch und Technik unschädliche Energieformen (i.d.R. Wärme) umwandeln. Der Großteil der im Moment erhältlichen Lösungen beruht dabei auf dem Einsatz leitfähiger Materialien. Diese lenken die Strahlung zwar vom Bauteil weg, gleichzeitig wird damit das Bauteil selbst aber zur potentiellen Störquelle für andere Bauteile. Das Nutzen absorbierender Schirmmaterialien kann diese Probleme lösen. In diesem Kooperationsprojekt (KF 2184726 CK2) wird untersucht, inwieweit sich eisenoxidhaltige Abfallstoffe zur Absorption hochfrequenter elektromagnetische Felder eignen und in Putze einbinden lassen, um damit dann ganze Räume oder Gebäude auszukleiden. Dazu wurden aus einer Vielzahl potentieller Materialien Elektroofenschlacken (EOS) und Eisenoxide (M400) aus der Stahlindustrie ausgewählt. Diese enthalten neben anderen Phasen auch Anteile an ferrimagnetischen Phasen mit geringer magnetischer Anisotropie (eisenhaltige Spinelle, (MeIIO)Fe2O3) bzw. Phasen, die sich durch eine thermische Behandlung in solche Spinelle umwandeln lassen. Im Verlauf des Projektes wurden Bedingungen ermittelt, die bei einer thermischen Behandlung zu einer Erhöhung der absorbierenden Phasenanteile führen.

Schneidmadel, Stefan; Koch, Michael; Koch, Michael *1955-2017*; Woyan, Felix;
Influences with regard to the processing of conductive polymers. - In: Shaping the future by engineering, (2014), insges. 7 S.

Technical plastics products offer a high potential for light-weight construction techniques. The research activities for functionalized plastics components increasingly become focused. In complex plastics parts, the integration of materials with different properties plays a key role. Especially, conductive polymers offer the possibility to produce low cost complex plastic components in injection molding processes. Beside the functionalization of parts, conductive polymers are also interesting for the housing of electromagnetic compliance (EMC) devices. The conductivity of these plastics components strongly depends on its processing conditions. On consideration of each step of processing, such as the compounding of the plastic with fibers and a subsequent injection-molding, the main influences on the conductivity are carved out.

http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-062:9

Goj, Boris; Bartsch, Heike; Hanitsch, Stefan; Hoffmann, Martin; Müller, Jens
Temperature and humidity sensor based on planarized LTCC-surfaces :
Temperatur- und Feuchtesensor basierend auf planarisierten LTCC-Oberflächen. - In: Mikro-Nano-Integration, (2014), S. 127-130