2018
Engel, Kevin
Berücksichtigung prozessinduzierter Effekte in der Auslegung von Faser-Kunststoff-Verbunden Promotionsarbeit
Technische Universität Braunschweig, 2018, ISBN: 978-3947623150.
Abstract | BibTeX | Schlagwörter: Fuselage, Manufacturing Quality
@phdthesis{Engel2018b,
title = {Berücksichtigung prozessinduzierter Effekte in der Auslegung von Faser-Kunststoff-Verbunden},
author = {Kevin Engel},
isbn = {978-3947623150},
year = {2018},
date = {2018-12-17},
school = {Technische Universität Braunschweig},
abstract = {In der Produktentwicklung und speziell im Leichtbau, ist die Kenntnis über den verwendeten Werkstoff entscheidend. Je größer das Wissen über den Werkstoff, wie er unter unterschiedlichen Bedingungen reagiert, umso präziser kann die Auslegung des Produktes auf die gestellten Anforderungen hin geschehen. Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) sind, wie der Name bereits verrät, ein Verbund aus zwei Werkstoffen, der Faser und der Matrix, welche sich im Verbund ergänzen. Die resultierenden Eigenschaften eines Verbundwerkstoffes hängen demnach von den Eigenschaften der Verbundpartner, der Konstituenten, ab. Neben den Eigenschaften der Konstituenten beeinflusst auch ihre Zusammensetzung und eine Reihe von Qualitätsparametern, wie Lufteinschlüsse und die Welligkeit der Fasern, die resultierenden Werkstoffeigenschaften. Die Qualitätsparameter von FKV werden maßgeblich von deren Fertigungsprozessen beeinflusst, weshalb es wichtig ist die Zusammenhänge zwischen den Fertigungsprozessen und den Werkstoffeigenschaften zu kennen. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, welche die systematische Integration prozessinduzierter Einflüsse in die Berechnung von Strukturen aus FKV ermöglicht. Die Qualitätsparameter bilden dabei das Bindeglied zwischen den Prozessen und den Eigenschaften des FKV. Die Einflüsse der Qualitätsparameter fließen innerhalb eines Multiskalenmodells zur Berechnung von Laminaten ein, was eine Integration der Prozesse in die Auslegung ermöglicht. Die Arbeit zeigt das Vorgehen der Methode anhand von Faserwelligkeiten, Gaps und Lagenwelligkeiten in Laminaten aus FKV. Die Faserwelligkeiten werden auf Ebene der FKV integriert, indem effektive Steifigkeiten und Festigkeiten für den beeinflussten Verbundwerkstoff bestimmt werden. Dabei werden auch die inhärenten Zufälligkeiten der Faserwelligkeiten berücksichtigt. Gaps, und die daraus resultierenden Lagenwelligkeiten, werden auf der Laminatebene modelliert und deren Einflüsse auf die Laminatsteifigkeiten und Versagenslasten der Laminate analysiert. Alle untersuchten Fertigungseinflüsse werden zudem mittels experimenteller Untersuchungen analysiert und zu den Erkenntnissen der simulativen Untersuchungen referenziert. Die Methode wird schließlich, mit den gewonnenen Erkenntnissen, an der Berechnung eines Hautfeldes eines Flugzeugrumpfs exemplarisch demonstriert.},
keywords = {Fuselage, Manufacturing Quality},
pubstate = {published},
tppubtype = {phdthesis}
}
2017
Schmidt, Carsten; Denkena, Berend; Hocke, Tristan; Völtzer, Klaas
Thermal imaging as a solution for reliable monitoring of AFP processes Konferenz
3rd ACM Automated Composites Manufacturing, Montreal, Canada, 2017.
BibTeX | Schlagwörter: Automated Fiber Placement, Industry 4.0, Manufacturing Quality, Process Monitoring, Thermal Imaging
@conference{Schmidt2017,
title = {Thermal imaging as a solution for reliable monitoring of AFP processes},
author = {Carsten Schmidt and Berend Denkena and Tristan Hocke and Klaas Völtzer},
year = {2017},
date = {2017-04-20},
booktitle = {3rd ACM Automated Composites Manufacturing},
address = {Montreal, Canada},
keywords = {Automated Fiber Placement, Industry 4.0, Manufacturing Quality, Process Monitoring, Thermal Imaging},
pubstate = {published},
tppubtype = {conference}
}
2016
Denkena, Berend; Schmidt, Carsten; Weber, Patricc
Automated Fiber Placement Head for Manufacturing of Innovative Aerospace Stiffening Structures Artikel
In: Procedia Manufacturing, Bd. 6, S. 96-104, 2016.
Abstract | Links | BibTeX | Schlagwörter: Automated Fiber Placement, Light Weight Construction, Manufacturing Quality, Prepreg
@article{Denkena2016b,
title = {Automated Fiber Placement Head for Manufacturing of Innovative Aerospace Stiffening Structures},
author = {Berend Denkena and Carsten Schmidt and Patricc Weber},
url = {http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978916301494},
doi = {http://dx.doi.org/10.1016/j.promfg.2016.11.013},
year = {2016},
date = {2016-11-21},
journal = {Procedia Manufacturing},
volume = {6},
pages = {96-104},
abstract = {In the research project “High-performance Production of CFRP Structures” (HP CFK) a new automated fiber placement (AFP) system for laying thermoset CFRP (carbon fiber-reinforced plastic) slit tapes was developed. Its novel, modular designed laying head faces current industrial needs and challenges of prospective carbon light weight applications, e. g. future aerospace stiffening structures. Thus, its compaction unit is optimized for producing complex-curved structures. To allow approximating slopes on curved geometries, it consists of several height-adjustable rollers which, in addition, are each pressure controlled to enable an individual compacting pressure for the lay-up on materials with different compression strength (e. g. foams, metals). Furthermore, the design of the laying heads cutting unit aided the manufacturing of complex structures while being located as near as possible to the nip point to allow very short minimum placement paths. This paper introduces into the general design of the modular laying head as well as preliminary results of validation studies regarding several process limits.},
keywords = {Automated Fiber Placement, Light Weight Construction, Manufacturing Quality, Prepreg},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
2013
Denkena, Berend; Schmidt, Carsten; Hundt, Tobias; Köller, Marian
In: S. 855-859, 2013.
Abstract | Links | BibTeX | Schlagwörter: Composite Manufacturing, Manufacturing Quality, Tooling Costs
@article{Denkena2013b,
title = {Bewertung mehrstufiger CFK-Fertigungsprozesse: Analyse der Zusammenhänge zwischen Formwerkzeugkosten und Bauteilqualität bei der Herstellung von CFK-Bauteilen},
author = {Berend Denkena and Carsten Schmidt and Tobias Hundt and Marian Köller},
url = {Direct Link: http://www.zwf-online.de/ZW111034},
year = {2013},
date = {2013-11-01},
pages = {855-859},
abstract = {Die Bewertung von Bauteilqualität und Herstellkosten der Formwerkzeuge bei der Fertigung von CFK-Bauteilen ist ein wichtiger Faktor zur Auslegung von Prozessketten. Form- und Lageabweichungen von CFK-Bauteilen korrelieren mit den Material- und Oberflächeneigenschaften der Formwerkzeuge, die ihrerseits Einfluss auf die Kosten der Formwerkzeugfertigung haben. In diesem Beitrag wird der Zusammenhang zwischen den Kosten des Formwerkzeugs und der Bauteilqualität mit verschiedenen am IFW entwickelten Bewertungsansätzen für mehrstufige Fertigungsprozesse analysiert.},
keywords = {Composite Manufacturing, Manufacturing Quality, Tooling Costs},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}