Björn Willenbacher

• Bei den Flüssigimprägnierverfahren wird ein trockenes Textil mit einem Harzsystem imprägniert, wodurch Faser-Kunststoff-Verbunde hergestellt werden. Bei der Betrachtung von üblichen Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen wie z. B. Motorhauben an Kraftfahrzeugen, Verkleidungsstrukturen für die Luft- und Raumfahrt oder Sportgeräte wie Ski wird deutlich, dass es sich meist um „schalenförmige“ Bauteile handelt. Hierdurch wird klar, dass bei einer Imprägnierung in transversaler Richtung, also senkrecht zur Bauteil- bzw. Textilebene, der Fließweg deutlich kürzer ist als in der Bauteilebene. Somit birgt eine transversale Imprägnierung ein großes Potenzial zur Fließweg- und somit zu einer Zykluszeitreduktion. Um das volle Potenzial bei einer Imprägnierung in transversaler Richtung nutzen zu können, müssen die Textileigenschaften für eine akkurate Prozessauslegung so genau wie möglich bekannt sein. Hierzu gehören die faservolumengehaltsabhängige Tränkbarkeit (Dickenpermeabilität), der Kapillardruck sowie die Kompaktierungseigenschaften von Textilien. Um diese Eigenschaften zu ermitteln, wurden im Zuge dieser Arbeit mehrere Bestimmungsmethoden entwickelt, realisiert und validiert. Kern dieser Bestimmungsmethoden ist ein System welches neben dem Sättigungsvorgang, die Dickenpermeabilität sowie die strömungsinduzierte Textildeformation aufzeichnen kann. Ersteres durch die Verfolgung des Fließfrontfortschritts und Letzteres durch Verfolgung der Gesamtdickenänderung des zu messenden Textilstapels als auch der Änderung der Position einer einzelnen Lage im Textilstapel. Zur Berechnung der Dickenpermeabilität werden zusätzlich noch Druck- und Volumenstrommessungen durchgeführt. Um die Validität von ungesättigten Permeabilitätsmessungen nachzuweisen, wurde ein Kapillardruckmesssystem für eine reine transversale Strömung entwickelt. Hier wird die Fließfront in Abhängigkeit der Zeit dazu genutzt um den Kapillardruck zu bestimmen. Alle Methoden und Verfahren ermöglichen ein tieferes Verständnis der Vorgänge bei einer transversalen Imprägnierung von Textilien. Die gewonnenen Daten können zusätzlich als Eingangsparameter für Prozesssimulationen genutzt werden. Die Grundlagen einer solchen Simulation wurden erfasst und erste Simulationen zur Ermittlung einer Umsetzbarkeit bei der ungesättigten Dickenpermeabilität sowie der hydrodynamischen Kompaktierung durchgeführt.