Experimentelle Analyse des Strömungsfelds in offenen Injektionsboxen für die Pultrusion

Von:

Lorenz Wruck

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Der Einsatz von offenen Injektionsboxen als Imprägniereinheit in der Pultrusion ermöglicht sowohl die Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit durch die Verarbeitung hochreaktiver Harzsysteme als auch die Reduktion der Emission von VOC. Aktuell verhindern das eingeschränkte Wissen hinsichtlich der strömungsmechanischen Vorgänge und höhere Investitionskosten den Einsatz dieser ökonomisch und ökologisch vorteilhaften Technologie. Da vorhandene Beschreibungsmodelle der Strömung in der Injektionsbox eine Vielzahl der relevanten Wechselwirkungen nur unzureichend abbilden, wird eine empirische Untersuchungsmethode zur Analyse der Strömungen in Injektionsboxen entwickelt. Die Methode beruht auf einer modularen, transparenten Injektionsbox, die in Kombination mit repräsentativen Prüffluiden eingesetzt wird. Die durchgeführten Untersuchungen umfassen systematische Variationen der zentralen Pultrusionsparameter Abzugsgeschwindigkeit, Faservolumengehalt und der Viskosität über unterschiedliche Fluide. Zusätzlich werden exemplarisch eine deutlich höhere Viskosität und verschiedene Varianten der Rovingzuführung untersucht. Darauf aufbauend erfolgt die Untersuchung des Einflusses der Kavitätsgeometrie auf das Strömungsfeld und der Vergleich von Glas- und Kohlenstofffasern.