Einfluss von Sprühbinder auf die Permeabilität von Faserpreforms und deren Betrachtung in Infusionssimulationen

Bei der Herstellung von Preforms zur Fertigung faserverstärkter Kunststoffbauteile im Liquid Composite Moulding (LCM) Verfahren werden Binder zur Form- und Lagenfixierung zwischen den einzelnen Textillagen eingesetzt. Diese werden hauptsächlich als Pulver- oder Vlies aufgetragen, dann aufgeschmolzen und verpresst. Bei der vollautomatischen Preformherstellung im eigenentwickelten Continuous-Wet-Draping (CWD)-Prozess ist dieses Vorgehen nicht möglich. Der Binder muss die Textillagen direkt nach dem Auftragen fixieren. Hierfür können sogenannte Sprühbinder eingesetzt werden. Diese sind im Gegensatz zu anderen Bindertypen bei Raumtemperatur nicht fest und unterscheiden sich daher auch in ihren Eigenschaften. Im Rahmen dieser Arbeit wurden der Einfluss von Sprühbinder auf die Permeabilität von Preforms untersucht. Dazu wurden ein unidirektionales und ein biaxiales Kohlenstofffasergelege (Non crimp fabric) mit unterschiedlichen Bindermengen besprüht und deren Permeabilität gemessen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Permeabilität mit zunehmendem Bindergehalt abnimmt. Die Verwendung von 80 g/m² Sprühbinder senkt die Permeabilität um circa 70 %. Im Anschluss an die Permeabilitätsmessungen wurde der Einfluss des Binders auf die Genauigkeit von Infusionssimulationen in PAM-RTM untersucht. Hierfür wurden ein Permeabilitätsprüfstand in PAM-RTM modelliert und die Ergebnisse aus der Simulation mit denen aus den Versuchen verglichen. Zur Beschreibung des Permeabilitätsverlaufs wurden zwei aus der Literatur bekannte Modelle verwendet. Eine Modellierung des Permeablitätsverlaufs mithilfe einer Exponentialfunktion unter Berücksichtigung der tatsächlich vorliegenden Flächengewichte lieferte die höchste Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment.