Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung von flächigen Metall-FKV-Übergangsstrukturen für den Multimaterialleichtbau

Entwicklung von flächigen Metall-FKV-Übergangsstrukturen für den Multimaterialleichtbau (Metall-FKV-Verbindung)

Das Ziel dieses Projektes ist die simulationsgestützte Entwicklung neuartiger Metall-FKV-Übergangsstrukturen, die erhöhte Verbindungsfestigkeiten zwischen den artungleichen Verbundkomponenten Metall und FKV sicherstellen. In diesem interdisziplinären branchenübergreifenden Projekt wird eine geschlossene Prozesskette erarbeitet, die sowohl die Entwicklung und Fertigung von hochbelastbaren gewebten Metall-FKV-Übergangsstrukturen für unterschiedliche Belastungsfälle als auch die simulationsgestützte Weiterverarbeitung zu Metall-FKV-Verbunden beinhaltet. Diese Übergangsstrukturen basieren auf Geweben, die sich durch die kombinierte Verarbeitung von Drähten und Carbonfasergarnen in Kett- und Schussrichtung auszeichnen. Zur Realisierung einer möglichst belastbaren Verbindung der Metall- und der FKV-Komponenten durch die Metall-FKV-Übergangsstruktur wird diese durch die entwickelten Bindungen an den Außenseiten der Verbindungsstellen jeweils nur eine Materialart aufweisen. Auf dieser Basis werden in iterativen Schritten über die Bindungsentwicklung Werkzeug- und Fertigungskonzepte entwickelt, die basierend auf den Verfahren IMA und PMA eine bestmögliche Verbundbildung der Halbzeuge und damit bestmögliche Kennwerte der Metall-FKV Verbindungen ermöglichen. Mit der ermittelten Bestlösung wird ein Technologiedemonstrator umgesetzt, der die Leistungsfähigkeit dieser neuartigen Verbindungsmöglichkeit von Metall- und FKV-Strukturen verdeutlicht. Die angestrebten Forschungsergebnisse leisten einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Metall-FKV-Übergangsstrukturen mit hoher Verbindungsfestigkeit und hohem Energieabsorptionsvermögen. Dies stellt einen erheblichen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen, KMU dominierten Textil- , Verbundhersteller und Metallbauer sowie Fahrzeug- , Maschinen- und Anlagenbauer dar.

Ergebniszusammenfassung:

Das Ziel dieses Projektes war die simulationsgestützte Entwicklung neuartiger Metall-Faserkunststoffverbund(FKV)-Übergangsstrukturen, die ein gute Verbindungsfestigkeit zwischen den artungleichen Verbundkomponenten Metall und FKV sicherstellen. In diesem interdisziplinären branchenübergreifenden Projekt wurde eine geschlossene Prozesskette erarbeitet, die sowohl die Entwicklung und Fertigung von hochbelastbaren gewebten Metall-FKV-Übergangsstrukturen als auch die simulationsgestützte Weiterverarbeitung zu Metall-FKV-Verbunden beinhaltet. Diese Übergangsstrukturen basieren auf Geweben, die sich durch die kombinierte Verarbeitung von Drähten und Glasfasergarnen in Kett- und Schussrichtung auszeichnen. Zur Realisierung einer möglichst belastbaren Verbindung der Metall- und der FKV-Komponenten durch die Metall-FKV-Übergangsstruktur weist diese durch die entwickelten Bindungen an den Außenseiten jeweils nur eine Materialart auf. In iterativen Schritten erfolgte die Entwicklungen der Bindungen sowie der Werkzeug- und Fertigungskonzepte, die basierend auf den Post-Mould-Assembly (IMA) - bzw. In-Mould-Assembly-Verfahren (PMA) eine bestmögliche Verbundbildung der Halbzeuge und damit bestmögliche Kennwerte der Metall-FKV-Verbindungen ermöglichen. Mit der ermittelten Bestlösung wurde ein Technologiedemonstrator umgesetzt, der die Leistungsfähigkeit dieser neuartigen Verbindungsmöglichkeit von Metall- und FKV-Strukturen verdeutlicht. Die Forschungsergebnisse leisten einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Metall-FKV-Übergangsstrukturen mit guter Verbindungsfestigkeit und gutem Energieabsorptionsvermögen. Dies stellt einen erheblichen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen, KMU dominierten Textil, Verbundhersteller und Metallbauer sowie der Fahrzeug , Maschinen- und Anlagenbauer dar.