Ressourceneffiziente Herstellung von Langfaser-Preforms im Faserblasverfahren

Aufgrund der Verknappung von Ressourcen, strengerer Gesetzgebung hinsichtlich Emissionen und dem steigenden Umweltbewusstsein nimmt die Bedeutung des systemeffizienten Leichtbaus in den letzten Jahren deutlich zu. Aktuell ist der Einsatz faserverstärkter Kunststoffe aufgrund hoher Material- und Herstellungskosten beschränkt. Eine kosteneffiziente Alternative für nicht-strukturelle Bereiche sind langfaserverstärkte Halbzeuge. Ein vielversprechender Ansatz zur direkten Fertigung von dreidimensionalen Preforms aus Langfasern stellt das Faserblasverfahren dar. Die vorliegende Dissertation hat das Ziel einen Beitrag zur besseren Überwachung der Formfüllung und dem Aufbau von Prozesswissen für das Faserblasverfahren zu liefern sowie auf Basis dessen eine Prozessregelung zur Optimierung des Prozesses aufzubauen. Zunächst wird der Prozess analysiert, um die relevanten Maschinenparameter zu identifizieren und die auf den Prozess wirkenden Größen zu beschreiben. Für die Überwachung der Formfüllung wird eine Kamera in die Einblasform integriert. Basierend auf den Aufnahmen der Kamera wird die Formfüllung berechnet und für die weitere Analyse des Prozesses genutzt. Um die Eigenschaften der hergestellten Preforms zu bewerten, werden Methoden zur Analyse der Preformhomogenität und Faserorientierung auf Basis von Durchlichtaufnahmen untersucht. In einer anschließenden experimentellen Untersuchung werden die Anlagenparameter systematisch variiert, womit deren Einfluss auf die Formfüllung und die resultierenden Eigenschaften der Preforms erfasst und die resultierenden Wirkzusammenhänge beschrieben werden. Auf dieser Basis wird dann eine Regelung des Einblasvorgangs aufgebaut, welche eine gleichmäßigere Formfüllung und eine höhere Reproduzierbarkeit ermöglicht.