RTM-Formfüllung

Im Rahmen der CAE-Kette des Resin Transfer Molding (RTM) ist auch die Formfüllung ein relevanter Prozessschritt, der daher simulativ abgebildet wird. Ziel ist es hierbei, den Verlauf der Harzfließfront vorherzusagen und durch eine Optimierung die Prozesszeit oder den Kavitätsdruck zu minimieren. Die Simulationen werden mit Hilfe eigens entwickelter Methoden auf Basis von OpenFOAM® durchgeführt. Der Schwerpunkt liegt hierbei zum einen bei der Simulation auf Bauteilebene der Modellierung komplexer RTM-Prozessvarianten wie dem Pressure-controlled RTM (PC-RTM) [1] oder der Simulation der Umströmung von eingebetteten Lasteinleitungselementen [2].

Neben der experimentellen Messung der Materialparameter (Permeabilität des Halbzeuges, Viskosität des Kunststoffharzes) [3, 4] ist ein weiterer Schwerpunkt ist die Betrachtung der Umströmung von Fasern auf Mikro- und Mesoebene zur numerischen Bestimmung der Permeabilität.

Abb. 1: Formfüllung eines Fahrzeugunterbodens (SMiLE)

Abb. 2: Umströmung einzelner Kohlenstofffasern auf Mikro-Ebene (MerVa)
 

[1] Seuffert, Julian; Rosenberg, Philipp; Kärger, Luise; Henning, Frank; Kothmann, Martin Heinz; Deinzer, Günter (2020): Experimental and numerical investigations of pressure-controlled resin transfer molding (PC-RTM). In: Advanced Manufacturing: Polymer & Composites Science 6 (3), S. 154–163. DOI: 10.1080/20550340.2020.1805689.

[2] Magagnato, Dino; Seuffert, Julian; Bernath, Alexander; Kärger, Luise; Henning, Frank (2018): Experimental and numerical study of the influence of integrated load transmission elements on filling behavior in resin transfer molding. In: Composite Structures 198, S. 135-143. DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.05.021.

[3] Magagnato, D.; Henning, F. (2015): Process-Oriented Determination of Preform Permeability and Matrix Viscosity during Mold Filling in Resin Transfer Molding. In: MSF 825-826, S. 822-829. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.825-826.822.

[4] Bernath, Alexander; Kärger, Luise; Henning, Frank (2016): Accurate Cure Modeling for Isothermal Processing of Fast Curing Epoxy Resins. In: Polymers 8 (11), S. 390. DOI: 10.3390/polym8110390.