Laut Statistiken hat die Zementproduktion einen j\u00c3\u00a4hrlichen Anteil von 6% an den weltweiten CO2-Emissionen. Der Einsatz textiler Bewehrungen erm\u00c3\u00b6glicht gegen\u00c3\u00bcber der etablierten Stahlbetonbauweise eine erhebliche Einsparung im Bereich des globalen Erw\u00c3\u00a4rmungspotenzials dieses Rohstoffs. Es sind je nach Bauteil bis zu 50-85% Ersparnis m\u00c3\u00b6glich.<\/p>\n
Um dem Thema der Effizienz in der Textilbewehrungsproduktion zu begegnen wurde das neuartige Verfahren multiaxiale Garnablage (MGA) entwickelt, welches die individuelle Ablage der Carbonbewehrung in einem Spannrahmen erm\u00c3\u00b6glicht. So k\u00c3\u00b6nnen Aussparungen und Baugr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178e gezielt eingestellt und bis zu 35% an Verschnitt von Carbonmatten vermieden werden. Aktuelle Probleme stellen hierbei allerdings die Anpassung des Spannrahmens auf jedes Bauteil sowie die schwierige Fertigung dreidimensionaler K\u00c3\u00b6rper dar.<\/p>\n
Die Promotion dient dem Aufzeigen eines alternativen L\u00c3\u00b6sungsansatzes, durch die Vereinigung der MGA mit den Vorteilen der additiven Fertigung. Dies bietet die M\u00c3\u00b6glichkeit, den etablierten Spannrahmen abzul\u00c3\u00b6sen und die Fertigung von Freiformfl\u00c3\u00a4chen auf zwei- oder dreidimensionalen Grundplatten zu gew\u00c3\u00a4hrleisten.Das Ergebnis der Arbeit soll eine m\u00c3\u00b6glichst pr\u00c3\u00a4zise analytische Beschreibung des neuen Prozesses darstellen, welche die Zusammenh\u00c3\u00a4nge der Parameter Faser, Matrix und Prozess optimal beschreibt. Dadurch sind zuk\u00c3\u00bcnftige Anwendungsf\u00c3\u00a4lle unabh\u00c3\u00a4ngig von den jeweiligen Ausgangsmaterialien vorab berechenbar.<\/p>\n
F\u00c3\u00bcr die Bearbeitung wurde die Promotion in die Meilensteine Garn, Abquetschung, Zufuhr, Tr\u00c3\u00a4nkung und Freiformablage eingeteilt. Im zweiten Bearbeitungsjahr konnten die Bereiche Garn, Zufuhr und Abquetschung erfolgt abgeschlossen werden.
F\u00c3\u00bcr die Beschreibung des Garns sind geeignete Modelle und Messmethoden entwickelt worden. Bei den Messungen lagen die Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert unter 2%.
Die Zufuhr \u00c3\u00bcber einen Vorratsbeh\u00c3\u00a4lter konnte erfolgreich erprobt werden. F\u00c3\u00bcr eine hohe F\u00c3\u00b6rderrate war ein Anwinkeln des Beh\u00c3\u00a4lters sowie eine hoher Rohrquerschnitt notwendig. Die F\u00c3\u00b6rderung wurde \u00c3\u00bcber die Ablage einer 3D-Textilbewehrung mit Neigungswinkeln bis zu 76\u00c2\u00b0 erfolgreich validiert.
Die Modellierung der Abquetschung erfolgt \u00c3\u00bcber die Herleitung des Faservolumengehaltes in einer zweidimensionalen Ebene (durch Variation der Abquetschbohrung). Laborversuche konnten den Modellansatz best\u00c3\u00a4tigen.
Im Bereich der Tr\u00c3\u00a4nkung wurde eine Basisgeometrie f\u00c3\u00bcr die Anwendung bei hohen Geschwindigkeiten entwickelt. Die erreichten Geschwindigkeitsbereiche liegen zwischen 1 – 2 m\/s, was dem zwei bis vier-fachen des Stands der Forschung entspricht. Zur Modellierung sind geeignete Beschreibungsmethoden erarbeitet worden, welche im kommenden F\u00c3\u00b6rderjahr zu erproben sind.
Im Bereich der Freiformablage haben Versuche gezeigt, dass eine in-situ-Konsolidierung f\u00c3\u00bcr das Einhalten der Prozessrandbedingungen besser geeignet ist als eine hochviskose Matrixmischung. Erstere wird im kommenden F\u00c3\u00b6rderjahr in den Prozess implementiert und validiert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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