2D- & 3D-Multiaxialwirken
NC-gesteuertes Kettfadenliefer- und Abzugsmodul an einer Multiaxial-Kettenwirkmaschine (links) zur Herstellung mehrfach gekrümmter textiler Verstärkungsstrukturen mit dreidimensionaler Endlosfaseranordnung (rechts)
In nahezu allen technischen Bereichen haben sich Faserverbundwerkstoffe mit textilen Verstärkungsstrukturen aus Hochleistungsfaserstoffen fest etabliert, die die im Bauteil wirkenden Zugkräfte aufnehmen. Die Verstärkungsfäden müssen lastpfadgerecht angeordnet sein und sich mit effizienten textilen Flächenbildungsverfahren zu den entsprechenden Halbzeugen konfektionieren lassen. Ein dafür geeignetes hochproduktives Verfahren ist die Multiaxialkettenwirktechnologie, die mit modular aufgebauten Prozessschritten die Fertigung von offenen und geschlossenen 2D- und 3D-Strukturen sowie weitere anwendungsspezifische Funktionalisierungen dieser Textilien gestattet.
Neben den direkt eingesetzten Verstärkungsgarnen und zweidimensionalen Verstärkungstextilien, wie bidirektionale Gelege, werden besonders für komplexe Bauteile zunehmend direkt erzeugte textile Preforms mit dreidimensionaler Endlosfaseranordnung benötigt. Diese ermöglichen einerseits die Umsetzung sehr komplexer Fadenverläufe und andererseits eine effizientere Bauteilfertigung gegenüber einer mehrstufigen Preformbildung durch Umformen und Fügen. Voraussetzung dafür sind einstufige textile Flächenbildungsverfahren für die unmittelbare räumliche Formgebung textiler Halbzeuge. Eine innovative Technologie hierfür bietet ein auf Basis der Kettenwirktechnik neu entwickeltes Prinzip zur variablen Zumessung und bedarfsgerechten Lieferung sowie dem anschließenden Abziehen der einzelnen Kettfäden in der benötigten Länge, um auf diese Weise ebene und räumlich gekrümmte Textilstrukturen mit beanspruchungsgerechtem Verstärkungsfadenverlauf auszubilden. Damit können sowohl offene als auch geschlossene endkonturnahe Textilstrukturen mit einfacher Krümmung sowie Freiformflächen mit lastpfadangepassten Fadenverläufen hergestellt werden.
Kettfadenversatztechnologie mit CAD-gestützter Versatzgenerierung zur effizienten und ressourcenschonenden Herstellung belastungsgerechter und / oder konturgerechter endlosfaserverstärkter Halbzeuge an einer Multiaxial-Kettenwirkmaschine
Die innovativen 2D- und 3D- Textilien eignen sich für den Einsatz als Verstärkungskomponenten in komplex geformten Verbundwerkstoffen mit mineralischer oder kunststoffbasierter Matrix, zur Bewehrung von Holzverbundbauteilen und für die Elastomerverstärkung.
Ansprechpartner:
© Mirko Krziwon
Herr Dr.-Ing. Paul Penzel
Leiter Multiaxial-Kettenwirktechnik und Robotik für Composites
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