Bionisch optimierte Hybridstrukturen für ressourceneffizien­ten Leichtbau (BioHybrid)

Wichtige Daten im Überblick

Kurzbeschreibung

Ziele des Teilprojektes sind die Analyse pflanzlicher Konstruktionsprinzipien und deren technische Anwendung in bionisch optimierten, funktionalisierten Hybridstrukturen auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Dazu sollen die in BioComp erarbeiteten Methoden zur Verarbeitung und Nutzung dieser biobasierten Werkstoffverbunde sowie zur ganzheitlichen Simulation zielgerichtet weiter verfolgt und arbeitspaketübergreifend zu einer durchgängigen praxisnahen Verarbeitungsprozesskette verdichtet werden. Eine analysegebundene Erweiterung des Rohstoffspektrums hinsichtlich Nutzbarkeit und Effizienz, die Erarbeitung von Design-Prinzipien hin zu hybriden Mehrkomponentenstrukturen und die Weiterentwicklung der Methoden zur Verbesserung der Faser-Matrix-Haftung stehen im Vordergrund. Die so vertiefte Kenntnis der werkstofflichen Wirkzusammenhänge und das erarbeitete Prozesswissen sollen genutzt werden, um neuartige flächige Halbzeuge aus BioComps mit gerichteter Endlosfaserverstärkung zum Einsatz instrukturell beanspruchten, funktionalisierten Leichtbauanwendungen zu entwickeln.

Um trotz der werkstofftypisch schwankenden Rohstoffeigenschaften sowohl reproduzierbare Fertigungsergebnisse zu ermöglichen als auch Produktionsergebnisse zu prognostizieren, werden weiterführende Analysemechanismen und Werkzeuge zur Wissensgenerierung und -nutzbarmachung entwickelt. Darüber hinaus sollen Methoden zur Verknüpfung der Datenerfassungs- und -analyseanwendung mit Funktionen zur Unterstützung des Projektmanagements erarbeitet werden, um weiterhin die Forschungstätigkeit der anderen Arbeitsbereiche zu verknüpfen und zu unterstützen. Das strukturiert verfügbare Prozesswissen soll abschließend dazu genutzt werden, eine erste Abschätzung zur Wirtschaftlichkeit des entwickelten Werkstoffsystems zu treffen.

Lösungsweg

Aufbauend auf den Vorarbeiten aus BioComp bildeten folgende Schwerpunkte den Lösungsweg:

• Weiterentwicklung einer Methode zur effektiven Generierung von Technologiewissen
• Weiterentwicklung der Methodik zur Prozesskettenbeschreibung und Exemplardatenerfassung mit Fokus auf die unterschiedlichen Arbeitsweisen der einzelnen Disziplinen
• Erfassung und Analyse der Daten der untersuchten Pflanzen und Technologien
• Weiterentwicklung geeigneter Methoden zur Ablage und Bereitstellung von Technologiewissen
• Erweiterung der Methodik zur Integration von Qualitätssicherungsstrategien

Ergebnisse

Im bisherigen Bearbeitungszeitraum erfolgte zunächst die detailliert strukturierte Darstellung der als Hauptlinie für die Herstellung der biogenen Verbundwerkstoffe erforderlichen Prozesskette. Basierend auf dieser Darstellung wurde begonnen, die exemplarischen Materialeigenschaften sowie die Einflüsse aus dem Verarbeitungsprozess zu modellieren und zu erfassen. Zum Anderen wurden die Methoden zur Beschreibung und Analyse von komplexen technologischen Prozessketten und das unterstützende Softwarewerkzeug weiterentwickelt. Weiterführend wurden Methoden zur Generierung von Prozesswissen hinsichtlich der Absicherung einer reproduzierbaren Fertigung konzeptionell erarbeitet.

Kontakt

© Michael Kretzschmar

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Mr Dr.-Ing. Hajo Wiemer

Head of the depart. Process Informatics and Machine Data Analysis

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