Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Verarbeitung von wiedergewonnenen Fasern auf dem Doppelschneckenextruder. Bei der Herstellung von rezyklierten Carbonfaser-Compounds besitzen die Prozessparameter einen signifikanten Einfluss auf die Faserendlänge, welche im Wesentlichen die mechanischen Eigenschaften des späteren Bauteils beeinflussen. Somit ist die Abschätzung der Faserendlänge von Interesse. Daher findet eine Modellierung der Faserlängenabnahme basierend auf einer Fragmentationsgleichung statt. Für die Definition des Herstellungsprozesses für rezyklierte Carbonfaser-Compounds erfolgt zunächst eine geeignete Materialauswahl sowie die Identifikation der Dosier- und Zuführungsmöglichkeiten. Danach findet die Ermittlung der physikalischen Effekte während der Verarbeitung auf dem Doppelschneckenextruder statt.
Aktualisiert: 2023-02-16
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Additive Fertigungsverfahren erobern derzeit den Endkundenmarkt und gewinnen auch im industriellen Sektor immer mehr an Bedeutung. Allerdings gibt nur es nur wenige industrielle Arbeiten, die sich mit der Simulation des Fused Deposition Modeling (FDM) beschäftigen. Dies erschwert für Unternehmen die Einführung neuer Materialsysteme und die volle Potenzialausschöpfung des Fertigungsverfahrens. Im Rahmen der durchgeführten Arbeiten wurden daher die Vorgänge beim Druckprozesses in Abhängigkeit der Düsengeometrie-, Material- und Verarbeitungsparameter sowohl experimentell als simulativ untersucht. Dazu wurden geeignete Methoden zur messtechnischen Erfassung der Aufschmelz- und Fließvorgänge erprobt und darauf basierend numerische Modelle entwickelt, die die Zwei-Phasenströmung beschreiben. Der Vergleich der numerischen Berechnungen mit den experimentellen Daten zeigte, dass die benötigte Vorschubkraft, sowie der Übergang von stabilem zu instabilem Prozessbereich bei steigenden Druckgeschwindigkeiten mit guter Approximation reproduziert werden kann. Basierend darauf wurde ein Simulationstool entwickelt, welches die numerische Simulation von Standarddüsengeometrien ermöglicht. Das öffentlich zugängliche Tool erleichtert so die simulationsgestützte, verbesserte Auslegung von FDM-Prozessen, speziell angepasst an das einzusetzende Material.
Aktualisiert: 2023-05-04
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