Klausur Technische Textilien WS 2010/2011

Dauer: 90 Minuten
Klausur Technische Textilien WS 2010/2011
Name:
Matrikelnr.:
Maximale Punktzahl: 90
Klausur
Technische Textilien
WS 2010/2011
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Klausur Technische Textilien WS 2010/2011
Name:
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1 Allgemeines (10 Punkte)
1.1 Nennen Sie zu jedem der Bereiche Mobiltech, Protecttech, Geotech und Buildtech 2 typische
textile Produktbeispiele, geben Sie die jeweilige Textilstruktur an und den entsprechenden Faserstoff
und nennen Sie je eine Eigenschaft, die die Struktur bzw. den Faserstoff besonders für das
genannte Beispiel qualifizieren. (10 Punkte)
Mobiltech
Protecttech
Geotech
Buildtech
Produktbeispiel Faserstoff Eigenschaft Textilstruktur Eigenschaft
2 Fasern (14 Punkte)
2.1 Was ist die Aufgabe der Galetten bei der Herstellung von vollverstreckten Garnen? Warum werden
beheizte Galetten immer mehrfach umschlungen? (2 Punkte)
2.2 Wofür stehen die Abkürzungen FDY und FOY? (1 Punkt)
2.3 Warum konnten sich FOY-Garne am Markt nicht durchsetzen, so dass immer noch die FDY-
Garne dominieren? (1 Punkt)
2.4 Nennen Sie 2 typische Einsatzgebiete von Polypropylen. (1 Punkt)
2.5 Was versteht man bei der Herstellung von Aramidfasern unter dem Begriff „flüssigkristalline Lösung“?
Wieso führt dieses Phänomen in der Folge zu extrem hohen Faserfestigkeiten?
(2 Punkte)
2.6 Erläutern Sie mit einer einfachen Skizze, warum Carbonfasern große Festigkeit in Faserrichtung
besitzen, jedoch spröde brechen, wenn sie quer dazu belastet werden. (2 Punkte)
2.7 Erläutern Sie stichwortartig ein Herstellungsverfahren von Carbon-Nanoröhren. (5 Punkte)
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3 Garne (2 Punkte)
3.1 Warum ist die Drehungsrichtung der Komponenten eines Zwirns oft entgegengesetzt zur Drehungsrichtung
des Zwirns? (1 Punkt)
3.2 Was versteht man unter Kablieren? (1 Punkt)
4 Textilien (10 Punkte)
4.1 Skizzieren Sie das Gewebebild der drei typischen Drehergewebe-Bindungen. (3 Punkte)
4.2 Erläutern Sie stichwortartig und mit einfachen, beschrifteten Skizzen der Maschine und des Textils
die Herstellung eines dreilagigen Geleges. (7 Punkte)
5 Vliesstoffe (8 Punkte)
5.1 Erläutern Sie stichwortartig und mit einer einfachen, beschrifteten Skizze ein Verfahren der mechanischen
Vliesbildung. (8 Punkte)
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6 Fügen (10 Punkte)
Prinzip des Heißluftschweißens-HL (links) und des Heizkeilschweißens-HK (rechts)
Materialkenndaten
Material: Polyestergewebe (PES)
Bindungsart: Leinwand
Materialdicke: dTextil = 0,4 mm
Wärmeleitfähigkeit Textil: λTextil = 0,25 W/mK
Wärmeleitfähigkeit Silber (HK): λMetall = 458 W/mK
Wärmeübergangskoeffizient: αTextil = 75 W/ m 2 K
Schmelztemperatur von Polyester: TSchemlze,PES = 250 – 260 °C
Volumenstrom Heißluft: VL = 100 l/min
Dicke des Heizkeiles: dHK = 11,8 mm
Temperatur des Heizkeils: TI,HK = 261 °C
Umrechnung °C in K T [K] = T [°C] + 273 K
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Wärmetransportgesetze für stationäre Zustände:
Allgemein gilt:
Konvektion (Heißluftschweißen)
Wärmeleitung (Heizkeilschweißen)
mit = Wärmestrom [J/mK]
(Gl.1)
= Wärmeübergangskoeffizient [W/m 2 K]
= Querschnittsfläche [mm²]
= äußere Temperaturen [°C]
(Gl.2)
mit = Wärmestrom [J/mK]
= Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
= Querschnittsfläche [mm²]
= äußere Temperaturen [°C]
= Materialdicke [mm]
• Wärme wird über den Wärmestrom von der hohen Temperatur T1 zur niedrigen Temperatur
T2 transportiert.
• Die Menge der transportierten Wärme ist im stationären Zustand über mehrere Materialschichten
konstant (unabhängig, ob Wärmeleitung oder Konvektion stattfindet).
• Annahme: Das Textil wird als ebenmäßige Warenbahn mit einer konstanten Dichte betrachtet.
Der Einfluss der Bindungsart wird vernachlässigt.
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Gewebe Angenommene Struktur
6.1 Welche Temperatur besitzt die textile Oberfläche TA, wenn der Heizkeil auf die Temperatur TI,HK
aufgeheizt wird? (8 Punkte)
Die angegebene Dicke des Heizkeiles dHK entspricht der Distanz zwischen Temperaturpunkt TI,HK und
TSchmelz.
6.2 Nennen Sie 4 wichtige Einflussgrößen auf die allgemeine Nahtqualität. (2 Punkte)
7 Beschichtung (8 Punkte)
7.1 Ihr Kunde wünscht sich ein Kohlenstofffaserprepreg mit 62 % Faservolumengehalt. Hierfür stellt
er Ihnen ein Kohlenstofffasergelege mit 1,27 m (50 Zoll) Breite sowie ein Phenolharz zur Verfügung.
Sie schlagen daraufhin einen Transfer-Coating Prozess vor, da Sie hierdurch den Faservolumengehalt
wie gewünscht genau einstellen können. Ihre Beschichtungsanlage hat eine Arbeitsbreite
von 1,60 m. (8 Punkte)
Weitere Angaben:
Flächengewicht Kohlenstofffasergelege: 417 g/m²
Phenolharz: Bakelite® PF 8593 FL (ρPhenolharz = 1,18 g/cm³)
Hexamine M020 (ρHärter = 1,33 g/cm³), Mischungsverhältnis 94:6
Aufgabe: Wie viel Harz benötigen Sie pro m² Kohlenstofffasergelege?
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8 Anwendungen (23 Punkte)
8.1 Was sind SAP, welche besondere Eigenschaft besitzt dieser Werkstoff und welches ist sein
Haupteinsatzgebiet? (1,5 Punkte)
8.2 Erläutern Sie stichwortartig den Effekt von PCM-Materialien. (4 Punkte)
8.3 Welche vier „Haupttechnologien“ gibt es, um Textilien zum Leuchten zu bringen? Was ist jeweils
ihre besonders wichtige Eigenschaft? (4 Punkte)
8.4 Warum sind Abstandsgewirke für Lichtbetonanwendungen besser geeignet als die einfacher herzustellenden
Gewebe? (1 Punkt)
8.5 Was versteht man unter Permittivität und Transmissivität beim Einsatz von Geotextilien? (2 Punkte)
8.6 Leiten Sie die Gleichung zur Ermittlung der vom Rotor aufgenommenen Leistung ab. (5 Punkte)
8.7 Nennen Sie je 2 Vor- und 2 Nachteile von Fahrrad-Rahmen aus Carbon. (2 Punkte)
8.8 Was ist neben der Gewichtsersparnis der große Vorteil des Einsatzes von Textilien beim Rennbootbau?
(0,5 Punkte)
8.9 Nennen Sie 3 Arten von flammhemmenden Fasern und worauf ihre flammhemmende Wirkung
beruht. (3 Punkte)
9 Prüfverfahren (5 Punkte)
9.1 Erläutern Sie stichwortartig und mit einer einfachen, beschrifteten Skizze, wie die Berstfestigkeit
eines technischen Textils bestimmt wird. (3 Punkte)
9.2 Was versteht man unter dem dynamischen Baumprüfverfahren? Was ist sein Hauptvor- und was
sein Hauptnachteil? (2 Punkte)
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Auswertung:
Klausur Technische Textilien WS 2010/2011
Name:
Matrikelnr.:
Aufgabe 1 10
Aufgabe 2 14
Aufgabe 3 2
Aufgabe 4 10
Aufgabe 5 8
Aufgabe 6 10
Aufgabe 7 8
Aufgabe 8 23
Aufgabe 9 5
Maximal Erreicht
90
8/8