05.07.2019
Selektiver Auftrag von Pulverbindersystemen mittels Xerografie
Das Team des Projektes XeroPul
In dem Verbundprojekt XeroPul arbeiten ILK-Wissenschaftler um Prof. Maik Gude (Link) und Dipl.-Ing. Karsten Tittmann (Link) in enger Zusammenarbeit mit ARISTO Graphic Systeme GmbH & Co. KG (Link) und AUMO GmbH (Link) an der Entwicklung einer CNC-gestützten Technologie zum Auftrag von Pulverbindersystemen mittels Xerografie und deren Einbindung in die Prozesskette zum Zuschnitt flächiger Verstärkungstextilien. In dem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten Projekt soll eine effiziente und flexible Binderauftragstechnologie entwickelt werden, die insbesondere für den selektiven aber darüber hinaus auch für den vollflächigen Auftrag geeignet ist.
Ergebnisse der Vorversuche
Bindersysteme werden bisher fast ausschließlich flächig auf die Preformen aufgetragen, woraus sich verschiedene Problemstellungen ergeben. Zum einen werden durch den vollflächigen Bindereintrag die Umformbarkeit und die Permeabilität beeinträchtigt und somit die nachfolgenden Umform-, Infiltrations- und Konsolidierungsprozesse erschwert. Zum anderen werden zur vollflächigen Bebinderung vorrangig Rieselwalzen eingesetzt, deren Auftragshomogenität und Taktzeit ebenfalls stark begrenzt sind. Durch die Abweichungen in der Pulververteilung können die mechanischen Eigenschaften des Bauteils verschlechtert werden, da die Fixierung mangelhaft ist oder es aufgrund des zu hohen Binderauftrags zu lokalen Fehlstellen und der Verschlechterung der Matrixeigenschaften kommt.
In dem Vorgängerprojekt SelPul konnte bereits die selektive Fixierung untersucht und deren Vorteile für die FKV-Fertigung aufgezeigt werden. Die hohen Anforderungen für die Anwendung im automatisierten Preforming-Prozess konnten jedoch nicht erfüllt werden, da der verfolgte Binderauftrag mittels Sprühen nicht in ausreichender Qualität und Reproduzierbarkeit umgesetzt werden konnte. Erste Vorversuche zum Xerografie-Auftrag zeigen zum jetzigen Projektstand das hohe Potential, diese Defizite zu überwinden und die Auftragshomogenität, -auflösung, -menge sowie die Prozessgeschwindigkeit signifikant zu verbessern.
Wesentliche Schwerpunkte des Entwicklungsprojektes stellen die Erarbeitung der prozesstechnologischen Grundlagen des neuartigen Xerografie-Auftrags, die Entwicklung und Fertigung des Auftragsmoduls, dessen Einbindung in die Gesamtanlage zur kombinierten Fixierung und Zuschnitt, sowie die Entwicklung einer entsprechenden Anlagen- und Steuerungstechnik dar. Die Validierung der selektiven Auftragstechnologie erfolgt zum Projektende anhand der Preform eines generischen Bauteils, welches mit Hilfe der entwickelten Prozessstrecke gefertigt und anschließend im Handhabungs- und Umformprozess experimentell charakterisiert wird.
© TUD/ILK
Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen
NameProf. Dr.-Ing. habil. Maik Gude
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Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
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