Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung partiell fließfähiger 2D-Textilstrukturen zur direkten Herstellung lasttragender thermoplastischer 3D-FKV-Bauteile mit durchgehender Faserverstärkung zwischen Schale und Rippe

 

Leichtbaugerechte schalenförmige Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile werden zur Steigerung der Biegesteifigkeit mit Funktionsstrukturen in Form von Rippen versehen. Die so entstehenden versteiften Schalenkonstruktionen sind heute in zahlreichen Produktbereichen unerlässlich. Allerdings fehlen derzeit qualifizierte Textilstrukturen und kurze Prozessketten zur kostengünstigen, serientauglichen Herstellung thermoplastischer 3D-FKV-Bauteile mit durchgängiger und damit lasttragender Faserverstärkung im Übergangsbereich Schale zu Rippe. Derartige Funktionsstrukturen direkt aus der textilen 2D-Flächenware in die 3D-Bauteiltopologie ausbilden zu können, ist hier das Ziel. Hierzu ist die Entwicklung von fließfähigen Hybridgarnen und deren Verarbeitung zu funktionalisierten 2D-Textilstrukturen mit partieller Fließfähigkeit vorgesehen. Auf Grundlage der vorgeschlagenen Methodik werden KMU-gerechte Vorzugslösungen herausgearbeitet, die wichtige Voraussetzungen für die Etablierung einer kurzen, deutlich wirtschaftlicheren Prozesskette bilden. Die Entwicklungen erfolgen unter Berücksichtigung einer möglichst breiten Strukturvielfalt anhand anwendungsnaher Funktionsmuster mit geometrisch variabel ausgebildeter Rippenstruktur, die final in einen generischen FKV-Technologiedemonstrator überführt werden. Um die Ergebnisse validieren zu können sind zudem Verarbeitungsversuche im Thermo-Fließpressverfahren und damit die Eruierung von Basiskenntnissen zur direkten Herstellung thermoplastischer 3D-FKV-Bauteile geplant. Das beabsichtigte Vorgehen liefert einen wichtigen Beitrag zur Entstehung neuer Produkte z. B. für den Bereich Mobilität und damit zur Umsetzung textilbasierter lasttragender Leichtbaulösungen in Serienproduktion. Für die Gesamtprozesskette werden abschließend Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen durchgeführt und alle Ergebnisse in konkreten Handlungsanweisungen für die überwiegend KMU-geprägten Firmen entlang der adressierten Wertschöpfungskette zusammengefasst.