Strömungsmechanische Geometrieoptimierung von Injektionsboxen für praxisrelevante Profilquerschnitte

Ziel Deiner Arbeit ist es, eine Methodik zur Auslegung von Injektionsboxen für vorgegebene Profil- und Materialparameter zu entwickeln und diese mit praktischen Versuchen zu validieren.

Vereinfachte schematische Darstellung der Rovingtrajektorien zur Visualisierung des Zuweisungsproblems | Bild: IKV

Die Pultrusion ist ein etabliertes Verfahren für die Herstellung von Profilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK), die in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden, wie z.B. als Verstärkungsgurte in Rotorblättern von Windenergieanlagen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts zur Auslegung von Injektionsboxen, das in Kooperation mit einer Vielzahl von Industrieunternehmen durchgeführt wird, wurden bereits umfangreiche Untersuchungen zum Einfluss von Geometrie-, Material- und Prozessparametern auf das Strömungsfeld in Injektionsboxen durchgeführt. 

Im nächsten Schritt sollen diese Erkenntnisse zur Optimierung der Injektionsboxgeometrie und der korrespondierenden Verteilung der einlaufenden Rovings (über die Faserführungsplatte) für praxisrelevante Profilgeometrien herangezogen werden, wobei eine vollständige Imprägnierung gewährleistet werden muss sowie eine minimale Harzverweilzeit angestrebt wird.

Deine Aufgabenstellung im Rahmen dieses Themas umfasst folgende Punkte:

  • Einarbeitung in das Thema basierend auf dem Stand der Technik und den vorhergehenden Untersuchungen am IKV
  • Mathematische Formulierung eines Optimierungsproblems hinsichtlich der Kavitätsform unter Berücksichtigung von Geometrie-, Material- und Prozessparametern sowie die formale Formulierung der Randbedingungen
  • Ableitung von Kavitätsgeometrien basierend auf 3 exemplarischen Profilgeometrien
  • Praktische Validierung der Optimierungsergebnisse mit dem zur Verfügung stehenden Prüfstand

Den Zeitplan und detaillierte Inhalte Deiner Arbeit können wir gerne in einem persönlichen Gespräch abstimmen. Wenn Du Interesse an einer spannenden und anspruchsvollen Arbeit in einem motivierten Team hast, melde Dich einfach bei mir.

Da ein großer Teil der Arbeiten theoretischer Natur ist, ist eine Bearbeitung der Aufgabenstellung im Home-Office ohne weiteres möglich. Auch die Durchführung der praktischen Versuche im Technikum des IKV ist unter Einhaltung aller Sicherheitsvorgaben möglich.

Ansprechpartner
Lorenz Wruck, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-23828
E-Mail: lorenz.wruck@ikv.rwth-aachen.de