vbid/9783662681657

Description

Um bei der Fertigung von Faserverbundkunststoffen Zeit, Energie und Kosten sparen zu k�nnen, werden m�glichst viele Informationen �ber die Vorg�nge w�hrend des Fertigungsprozesses ben�tigt. Die Integration von Foliensensoren in die hergestellten Bauteile ist eine von mehreren M�glichkeiten, diese Informationen zu erhalten. Foliensensoren bestehen aus einer thermoplastischen Folie, auf der metallische Elektroden strukturiert sind. Ihre Integration in das Bauteil bringt unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich. Einerseits sind bauteilintegrierte Sensoren flexibler einsetzbar als werkzeugintegrierte Sensoren und erm�glichen eine feinere r�umliche Aufl�sung der Aush�rtevorg�nge. Andererseits werden sie bei der Fertigung zum Produktbestandteil. Sie sollten deswegen einfach und kosteng�nstig sein, sowie die Lasttragf�higkeit nicht beeintr�chtigen. Aus mechanischer Sicht bringen Foliensensoren vor allem ein Delaminationsrisiko mit sich. Die Wahl des thermoplastischen Substratmaterials macht dabei den entscheidenden Einflussfaktor aus. W�hrend Sensoren auf Basis des h�ufig verwendeten Materials Polyimid ein erhebliches Delaminationsrisiko mit sich bringen, ist der Einfluss von Polyetherimid weit weniger sch�dlich oder verbessert sogar einzelne Festigkeitskennwerte. Neben dem Substratmaterial wirken sich auch die metallischen Sensorstrukturen auf die Belastbarkeit aus. Zur Gestaltung minimalinvasiver Sensoren sollte ein m�glichst geringer Metallisierungsgrad angestrebt werden. Das verbreitetste Design f�r Foliensensoren zur Aush�rte�berwachung sind sogenannte Interdigitalelektroden, die eine elektrische Kapazit�t bilden, deren Impedanz von der direkten Umgebung beeinflusst wird. In variothermen Fertigungsprozessen besteht eine Herausforderung darin, den Einfluss der Temperatur von dem des Aush�rtegrades zu trennen. Die an integrierten Sensoren gemessenen Impedanzinformationen m�ssen dazu eine Verarbeitung durchlaufen, in deren Verlauf die Frequenzabh�ngigkeit und die Einfl�sse von Temperatur und Sensorgeometrie aus den Daten entfernt werden. F�r eine variotherme Aush�rte�berwachung ist daher die Verwendung eines zus�tzlichen Temperatursensors unverzichtbar. Die Sensordaten bieten dar�ber hinaus Potential f�r die Ermittlung des Faservolumengehalts oder zur Detektion von Harzfehlanmischungen.Typham this is the title: Bauteilintegrierte �berwachung variothermer Faserverbundfertigungsprozesse mittels minimalinvasiver Foliensensoren auf l�slichem Substrat