Messung und Modellbildung der ungesättigten Dicken-Permeabilität und Hochdruckimprägnierung von Verstärkungsstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Mitschang
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299108850

Um eine schnelle Imprägnierung bei Harzinjektionsverfahren zu erreichen werden oft Injektionsstrategien eingesetzt, die eine Imprägnierung in Textildickenrichtung vorsehen. Um eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu erzielen, ist es möglich den Imprägnierungsvorgang mittels Hochdruckverfahren mit bis zu 200 bar durchzuführen. Die Modellierung solcher Injektionsstrategien ist aufgrund der komplexen Zusammenhänge zwischen dem Harzfluss und den Deformationen der Verstärkungsstruktur äußerst schwierig. Ziel dieses Projekts ist daher die Untersuchung der grundlegenden Mechanismen und die Anwendung der Erkenntnisse zur Entwicklung verlässlicher Methoden und Systeme für die Charakterisierung der ungesättigten Dicken-Permeabilität von Verstärkungsstrukturen unter Hochruckbedingen. Um dieses Ziel zu erreichen werden analytische und numerische Untersuchungen mit neuen experimentellen Methoden kombiniert. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in einen ro-busten und zeiteffizienten Ansatz für die ungesättigte Dicken-Permeabilitätsmessung überführt. Dieser Ansatz basiert auf schnellen Algorithmen, die es erlauben, verlässliche Permeabilitätswerte aus einer minimalen Anzahl von Messungen zu extrahieren. Um diese herausfordernde Aufgabe zu bearbeiten, haben Prof. Dr. Paolo Ermanni, ETH Zürich CMASLab und der Antragsteller bereits in einem vorrangegangen DACH-Projekt die erfolgreiche Zusammenarbeit unter Beweis gestellt. In dem vorliegenden Folgeantrag wird das IVW sich weiterhin auf die Methodenentwicklung und experimentellen Untersuchungen konzentrieren, was die Entwicklung eines neuen Messsystems und Experimente bei unterschiedlichen Strömungsbedingungen (auch Hochdruckbedingen) beinhaltet. Das CMASLab wird numerische Methoden und entsprechende Tools entwickeln, um die ungesättigte Permeabilität von den experimentellen Daten abzuleiten. Die Arbeitsanteile beider Antragsteller ergänzen sich somit auch weiterhin in idealer Weise und stellen in der Kooperation einen deutlichen Mehrwert dar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Partnerorganisation: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Paolo Ermanni