41750 Fremstilling af kompositter

2025/2026

Kursusinformation
Composites Manufacturing
Engelsk
5
Kandidat
Retningsspecifikt kursus (MSc), Materials and Manufacturing Engineering
F2B (tors 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger og øvelser
13-uger
F2B, Aftales med underviser
Mundtlig eksamen
Ingen hjælpemidler
7-trins skala , intern bedømmelse
41704/41784 (Procesteknik). 41681/41650/41659 (Materialelære). 41747 (Modellering i materiale- og procesteknik). 01035 (Matematik). 41502 (Styrkelære).
Sankhya Mohanty , Lyngby Campus, Bygning 425, Tlf. (+45) 4525 4888 , samoh@dtu.dk
Rob Pierce , Risø Campus, Bygning 101 , rsapi@dtu.dk
Lars Pilgaard Mikkelsen , Risø Campus, Bygning 101 , lapm@dtu.dk
Jesper Henri Hattel , Lyngby Campus, Bygning 425, Tlf. (+45) 4525 4710 , jhat@dtu.dk
41 Institut for Byggeri og Mekanisk Teknologi
46 Institut for Institut for Vind og Energisystemer
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Det overordnede formål med kurset er at give de studerende forståelse og viden om kompositfremstilling til strukturelle anvendelser. Dette omfatter forskellige fremstillingsprocesser (compression moulding, filament winding, pultrudering, vakuum-infusion, additiv fremstilling, osv.) fra en bred vifte af applikationer (bilfremstilling, rumfart, vindkraft osv.). Studerende vil lære om de indgående materialer og deres egenskaber i forhold til fremstilling med fokus på kul- og glasfiberforstærkninger og termohærdende polymermatrixmaterialer. Kurset vil specifikt analysere vakuuminfusionsprocessen til fremstilling af store vindmøllevinger, samt pultrudering og ultralydssvejseprocesser. Dette vil omfatte både analytisk og numerisk modellering af resin flow og hærdning sammen med en vurdering af produktets efterfølgende kvalitet. Kurset vil også give de studerende forståelse og viden om numerisk modellering af materialer og fremstillingsteknik med særligt fokus på termomekaniske fænomener, der fører til procesinducerede spændinger og deformationer. Yderligere vil de studerende lære om bæredygtighed, automatisering og digitalisering af sammensatte proceskæder er også dækket med fokus på aktuelle tendenser inden for akademisk og industriel forskning.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Beskrive de vigtigste principper ved fremstilling af ​​kompositter med primære processer (såsom vakuuminfusion og pultrudering) og sekundære processer (såsom ultralydssvejsning).
  • Forklare de udfordringer, der er forbundet med kompositfremstillingsprocesser, især til fremstilling af vindmøllevinger.
  • Forklare begreberne bag de relevante karakteriseringsmetoder (som Differential Scanning Calorimetry og Dynamic Mechanical Analysis, permeabilitet og reometri) til estimering af materialeegenskaber, der er relevante under fremstillingsprocesser.
  • Evaluere betydningen af ​​permeabilitet, viskositet, tryk, temperatur og andre faktorer gennem analytiske beregninger af ​​resin infusionsprocessen.
  • Undersøge og modellere hærdningskinetikken af ​​resin til kompositfremstilling.
  • Forklare begreberne termiske tøjninger og termiske spændinger og hvordan volumetriske spændinger (termisk, kemisk) spiller sammen med klassisk elasticitetsteori samt klassisk laminatteori.
  • Anvende numeriske metoder og analytiske metoder til at beregne termiske spændinger i processer som pultrudering og resin transfer moulding
  • Forklare betydningen af ​​termisk inducerede restspændinger for den efterfølgende mekaniske ydeevne af fremstillede dele
  • Evaluere og diskutere potentialet i forskellige kompositfremstillingsteknikker baseret på materialekvalitet, skala, produktionsvolumen, cyklustider, bæredygtighed, produktivitet og omkostninger
Kursusindhold
Introduktion til fremstilling af fiber forstærkede polymer-kompositter; Indgåede materialer herunder fremtidige materialer og biobaserede materialer; Anvendelse og evaluering af forskellige tilgange; Polymer (matrix) karakterisering og hærdningskinetik; Rheologi, flowmekanismer under infusion og vakuuminfusion til anvendelser i stor skala; Post-,fremstillingsanalyse og kvalitet (defektpåvisning og analyse); Bæredygtighed i kompositfremstilling; Introduktion til termiske spændinger, 1D termo-elasticitet og analytiske løsninger; Introduktion til 3D termo-elasticitet og ortotrope materialer; Introduktion til pultrudering og termomekanisk analyse; Hærdnings-inducerede spændinger, rest spændinger og tilbagespringseffekter; Procesinducerede defekter og multi-skala simuleringer af resin flow.
Sidst opdateret
02. maj, 2025