A Multiphysics Simulation Toolkit Developed to Address Scale-up Challenges of Out-of-Autoclave Composites Manufacturing

Increasing dimensions and production volumes of composite parts led to the development of Out-of-Autoclave manufacturing (OoA), a complex process which combines heat transfer, air, resin flow and viscosity development in a consolidating fibrous medium during curing. A multi-physics simulation framework is developed, enabling virtual testing of production cycles and material down-selection. A commercial OoA semipreg is characterized as input for the simulation, while a monolithic demonstrator manufactured from the same material is used for validation purposes.
Wachsende Produktionsvolumen und steigende Bauteilgrößen von Faserverbundstrukturen führten zur Entwicklung der Out-of-Autoclave Verfahren (OoA), bei welchem Evakuierung von Luft, Harzfluss und Wärmeübertragung simultan im konsolidierenden Fasermaterial während des Aushärtezyklus ablaufen. Hierzu wurden Modelle zur virtuellen Optimierung des Produktionsprozesses und der Auswahl des Materialsystems entwickelt. Ein kommerzielles OoA Semipreg wurde zum Abgleich der Simulation charakterisiert; zur Validierung diente ein monolithischer Demonstrator auf Basis desselben Materials.