Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer simulationsgestützten Prozesskette zur Herstellung von 3D-Preformen mit integrierten reversiblen Harzfließkanälen zur homogenen VARI-Infiltration komplex geformter dickwandiger Faserkunststoffverbundbauteile

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer simulationsgestützten Prozesskette zur Auslegung und Umsetzung dickwandiger, komplex geformter 3D-FKV-Bauteile aus anforderungsgerechten textilen 3D-Preformen mittels VARI-Infusionsverfahren auf Basis hochviskoser Vinylesterharzen. Wegen deren hoher Viskosität, der geringen Permeabilität konventioneller textiler Preformen und der abhängig von den Bauteildimensionen auftretenden differierenden Fließwege sind strukturintegrierte reversible Harzfließkanäle (HFK) zur Steuerung der Harzinfusion notwendig, um in gekrümmten Bauteilbereichen mit hoher Wandstärke einen homogenen Fließfrontverlauf sicherzustellen. Die HFK werden zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Harzinfiltration in die textile 3D-Preform direkt bei der Flächenbildung integriert, wofür die Mehrlagenflachstricktechnik adressiert wird. Mit der simulationsgestützten Auslegung MLG-basierter Preformen mit integrierten HFK soll gegenüber dem zeitaufwendigeren Handlaminierverfahren eine höhere Bauteilqualität bei signifikanter Reduzierung der Fertigungsdauer erreicht werden. Da der Fließfrontenverlauf maßgeblich durch die HFK in den MLG-Strukturen beeinflusst wird, wird dieser über den zu infiltrierenden Preformquerschnitt vorab mittels einer 3D-Infusionssimulation berechnet, um die entsprechenden Parameter der HFK für die 3D-Preformherstellung (Anzahl, Anordnung, Dimensionen) zu ermitteln. Der potenzielle Nutzerkreis umfasst anwenderseitig mindestens 40 Unternehmen aus dem Chemieanlagenbau und der Verfahrenstechnik. Zudem sind die Projektergebnisse im Maschinen- und Fahrzeugbau einsetzbar. Auf der Herstellerseite umfasst der potenzielle Nutzerkreis vor allem KMU aus der FKV- und Textilindustrie, d.h. ≥ 50 Firmen aus den Wirtschaftszweigen FKV-Herstellung sowie Werkzeugbau, ca. 60 Garn-/Textilflächenhersteller und ca. 5 Hersteller von Textilmaschinen & -komponenten. Es ist davon auszugehen, dass ≥ 50 Firmen entlang der Prozesskette einen direkten Nutzen haben werden.