RIM-Verfahren von Polyurethan-Schäumen für die Entwicklung von Verbundmaterialien

Die Produktionsphase, die durch Vormischen der Reaktionspartner eingeleitet wird, weist zusammen mit der Entwicklung des Fließverhaltens, der Hitze, Gasbildung und Ausdehnung ein komplexes physikalisches Verhalten auf. Dies macht PU-Schäume extrem schwierig zu untersuchen. Deshalb entwerfen wir mathematische Modelle, die bei der Schaumausdehnung die auftretende Dynamik vorhersagen und wenden diese an, um den Formfüllprozess im Reaktionsspritzguss zu untersuchen.

Optimale Simulationswerkzeuge für industrielle Anwendung entwickeln

Mit der Plattform CoRheoS und der Software FOAM führen wir die numerischen Untersuchungen durch. Dabei ermitteln wir die erforderliche Menge an Material, um die Form vollständig zu füllen, und die Verteilung der Schaumanteile im ausgedehnten Material.

Um den Ausdehnungsprozess durch Textilstrukturen, insbesondere Abstandsgewirke, zu untersuchen, ermitteln wir per TexMath – einer von uns entwickelten Software für die Modellierung und Analyse von textilen Materialien – die relevanten Durchlässigkeits-Tensoren. TexMath ermöglicht die Analyse von räumlichen Variationen der Tensoren, die durch ungleichmäßige Kompression entstehen. Die so gewonnenen Daten nutzen wir in FOAM und erweitern damit unsere numerischen Untersuchungen um die Vorhersage der Schaumausdehnung durch maschengestrickte Textilien.

Unsere Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten, die am Lehrstuhl für Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz gewonnen wurden. Wir stellen somit Simulationswerkzeuge für die effiziente industrielle Anwendung bereit, die bei Optimierung, Herstellung und Entwicklung von Verbundwerkstoffen unterstützen.