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

Motivation

Fließgepresste langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT-D) werden aufgrund guter Recyclingeigenschaften vermehrt für semi-strukturelle Bauteile eingesetzt. Während des Fließprozesses werden die Fasern umorientiert, wodurch sich eine uneinheitliche lokale Faserorientierungsverteilung einstellt. Dementsprechend weisen die Materialeigenschaften eine ausgeprägte Richtungsabhängigkeit auf, die bei der Auslegung und Optimierung von fließgepressten Bauteilen berücksichtigt werden muss. Aktuelle dreidimensionale Simulationsmethoden sind jedoch sehr rechenaufwändig und erhöhen demnach die Laufzeit bei der Optimierung erheblich.

In der Literatur sind physikalisch basierte Modelle zu finden, bei denen durch geeignete Annahmen die Impulsbilanz vereinfacht und damit einhergehend der Rechenaufwand minimiert wird. Am Lehrstuhl wurde ein solches Modell bereits implementiert, das jedoch auf ebene Bauteile begrenzt ist. Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung des Simulationsmodells auf dreidimensionale Geometrien und um die Berücksichtigung der Faserumorientierung.

Arbeitsinhalte:

• Einarbeitung in den Stand der Forschung zur Fließpresssimulation langfaserverstärkter Kunststoffe
• Erweiterungen am Simulationsmodell (3D Geometrien, Faserorientierung)
• Verifizierung / Validierung der Simulationsergebnisse
• 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 o.ä.

Art der Arbeit: Simulation, theoretisch

Beginn: ab sofort

Kontakt:  M.Sc. Louis Schreyer
                 Tel.: +49 721 608-45380
                 Email: louis.schreyer∂kit.edu