Studkart Modell B

Für das zweite Studkart werden folgende Neuerungen geplant. Der alte Gokart Rahmen wird durch ein komplett selber entwickeltes Chassis aus Faser-Kunstoff- Verbunden hergestellt. Dies ermöglicht eine Hybrid Bauweise und bringt ein Gewichtsersparnis von bis zu 40% mit sich. Die Motoren werden vorerst aus dem Studkart Modell A übernommen, jedoch mit einer selber entwickelten Motorsteuerung. Die Energieversorgung wird mit Lithium-Eisen- Phosphat Akkus sichergestellt. Diese werden mit einem Batterie Management System Spannungs- und Temperatur überwacht. Gleichzeitig wird es mit dem Studkart Modell B möglich sein, die Akkus über eine integrierte Induktionsplatte kontaktlos zu laden. Im Weiteren wird das Lenkrad mit einem Display zur Fehlerausgabe ausgestattet.

Das Plakat zum aktuellen Modell B ist hier zu finden.

Konzeption und Konstruktion
Modellfertigung
Preformaufbau
VAP-Infiltration

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Konzeption und Konstruktion

Das Modell wurde mit Hilfe einer Oberflächenmodelation in Catia V5R19 erstellt. Hierbei orientierte man sich an einem Anforderungskatalog, welcher in einer Bachelorarbeit erstellt wurde.


Modellfertigung

Der Aufbau der Form erfolgt mit dem Sika Blockmaterial M650. Diese werden mit einem Zweikomponenten Kleber zusammengefügt.


Aus dem Catia Modell wurde mithilfe des IFU ein Fräsprogramm geschrieben, mit welchem die fertige Form erstellt wurde. Hierzu stand eine 3-D Fräsmaschine am IFU zur Verfügung.




Für die weitere Verarbeitung wird die Oberfläche mit 800er Schmiergelpapier bearbeitet. Anschließend werden die Poren des Blockmaterials mit Harz verschlossen und erneut Nassabgeschliffen. Im Anschluss daran wird die Form mit Trennmittel eingelassen.


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Preformaufbau

Der Lagenaufbau wurde mit Hilfe des Programms PAM-Crash simuliert. Die Harzinfiltration wurde mit dem Programm Pam-RTM simuliert.

Für die spätere VAP- Infiltration des CFK Geleges, müssen Fließhilfen und Abreisgewebe angebracht werden. Dies ermöglicht ein besseres Fließen des Harzes unter dem Sandwichmaterial




Der Lagenaufbau besteht aus 12 Lagen CFK Biaxialgelege (Flächengewicht 284g/m^2), dieses wird aktuell auf die Form drapiert. Um eine höhere Formsteifigkeit zu erreichen wird Rohacell als Sandwichmaterial verwendet.

Das Preforming wird mit anbringen der Deckschicht abgeschlossen, anschließend werden die Ränder sauber abgeschnitten.
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VAP-Infiltration


Bevor die eigentliche Infiltration mit dem Harz beginnen kann, muss das CFK mit Abreisgewebe bedeckt werden, um später die Fließhilfe wieder sauber entfernen zu können. Diese Fließhilfe dient dazu, dass sich das Harz zu Beginn Großflächig auf dem Bauteil ausbreiten kann. Die Lochfolie dient dazu, den Harzfluss in z-Richtung zu gewährleisten. Es wird versucht das Harz ¨ber zwei Spiralschläuche zu injizieren, zusätzlich sind noch zwei Notangüsse vorgesehen.

Mit einer Vakuumpumpe wird die Luft unter der VAP-Membran herausgezogen und dabei die Dichtheit an den Rändern geprüft und evtl. nachgebessert. Desweiteren müssen Falten gelegt werden, sodass keine Hohlräume zwischen Membran und Preform entstehen.

Aufgrund der Luftdurchlässigkeit der Form, muss das komplette Bauteil Luftdicht mit einer Vakuumfolie verschlossen werden.

Hieraus wird ebenfalls die Luft gezogen und die Dichtheit mit einem Drucksensor überprüft.
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Letzte Woche war es endlich soweit, nach Monaten der Vorbereitung wurde das Bauteil mit Harz infiltriert. Hierzu stand uns das Sika Harz C-120 Harz zur Verfügung, welches sich speziell zur VAP-Infiltration eignet. In zwei Stunden wurden ca. 8,5 kg Harz injiziert. Nun gilt es das Tempern abzuwarten, bis etwas über den Erfolg der Infiltration gesagt werden kann.
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Nachdem die Infiltration abgeschlossen wurde, wurde ein Rücksaugdruck von 300 mbar eingestellt, um überflüssiges Harz wieder aus dem Bauteil zu bekommen. Nach 3 Tagen aushärten unter Raumtemperatur wird das Gesamte Bauteil mit 60°C über Nacht getempert. Dies dient dazu, die Glasübergangstemperatur zu steigern.

Nachdem die Form wieder abgekühlt war, ging es an das „Auspacken“ des Bauteils. Hierzu mussten wieder alle in mühevoller Arbeit drapierten Fließhilfe, Lochfolie und Abreisgewebe von der Oberfläche entfernt werden. Zur Erleichterung aller, befinden sich keine Dryspots (Stellen, die nicht genügend mit Harz benetzt werden konnten) an der Oberseite.

Nun gab es kein Halten mehr, mit mehreren Keilen ging es nun ans Entformen. Dank dem großzügigen Einsatz von Trennmittel auf der Form, gelang dies auch sehr gut, das Bauteil konnte ohne weiteres von der Form genommen werden. Selbst auf der Unterseite konnten sich keine Dryspots finden, selbst unter dem Sandwich würden die Fasern vollständig benetzt! Ersten statische Tests verliefen positiv und die Infiltration kann somit als erfolgreich abgeschlossen werden.




Ein riesen Dank geht zum einen an das Institut IEW um Frau Prof. Parspour und zum anderen an die Mitarbeiter des IFBs die uns den Arbeitsraum stellten und uns mit ihrem Know-How und Gerätschaften zur Seite standen!
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