Entwicklung eines effizienten Modells zur Fließpresssimulation von langfaserverstärkten Thermoplasten (LFT)

Entwicklung eines effizienten Modells zur Fließpresssimulation von langfaserverstärkten Thermoplasten (LFT)

BildFAST-LB
Motivation

Im Fließpressverfahren hergestellte langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT-D) erfahren aufgrund guter Recyclingeigenschaften eine steigende Beliebtheit für semistrukturelle Bauteile in der Automobilindustrie. Die mechanischen Eigenschaften von LFT-Bauteilen hängen von der lokalen Faserorientierung ab, die während des Fließpressvorgangs gezielt eingestellt werden kann. Nach dem Pressen ist diese jedoch nur schwer experimentell bestimmbar, weshalb mithilfe von entsprechenden Simulationstools teure Korrekturen des Werkzeugdesigns reduziert werden können. Neben der Faserorientierung und Defekten wie Bindenähten, kann mithilfe von Fließpresssimulationen die Wirtschaftlichkeit (Zykluszeit, Energieverbrauch) und die Nachhaltigkeit (Energieverbrauch, Materialeinsatz) des Prozesses beurteilt werden.

Aktuelle Simulationsmethoden sind jedoch sehr rechenaufwändig und demnach nicht für eine umfassende Prozessoptimierung geeignet, weshalb effizientere Methoden entwickelt werden müssen. Neben rein physikalisch basierten Modellen sind in der Literatur ebenfalls geometrische Ansätze zu finden. Ziel der Arbeit ist die Adaption und die Implementierung eines geometrischen Ansatzes zur Vorhersage relevanter Lösungsgrößen wie beispielsweise der Faserorientierung.

Arbeitsinhalte:
  • Recherche zum Stand der Forschung im Bereich Metamodellierung
  • Adaption und Implementierung einer recheneffizienten Methode für die gegebene Problemstellung
  • Simulationsdurchführung und Vergleich der Ergebnisse mit rechenintensiven Methode
  • Bewertung und Dokumentation der gewonnenen Ergebnisse
Voraussetzung:
  • Interesse an faserverstärkten Kunststoffen / Prozesssimulation / Optimierung
  • Eigeninitiative und selbstständige Arbeitsweise
  • Vorteilhaft: Kenntnisse in Programmierung (C++, Python, oder ähnliche)

 

Fachrichtung: Maschinenbau, Mathematik, Informatik oder vergleichbar

Art der Arbeit: Simulation, Analytisch

Beginn: ab sofort

Kontakt: M.Sc. Louis Schreyer (louis.schreyer∂kit.edu)