Tailored Fiber Placement

Mithilfe der Tailored-Fiber-Placement (TFP)-Technologie sind eine anforderungsgerechte Ablage und Fixierung von Faser- und Filamentgarnen auf textilen Flächengebilden und damit die Realisierung kompletter textiler Preforms möglich. Ebenso kann anhand der TFP-Technologie eine nachträgliche Applikation lokal lastflussgerecht verlaufender Verstärkungsfäden auf textilen Verstärkungshalbzeugen für Faserkunststoffverbund (FKV)-Anwendungen sticktechnisch umgesetzt werden. Bei Kenntnis der Belastungsfälle, die im Gebrauch von aus Preforms aufgebauten oder lokal zu verstärkenden textilen Halbzeugen sowie eines daraus hergestellten FKV-Bauteils auftreten, können unter Verwendung einer simulationsgestützten Beanspruchungsanalyse optimal lastflussgerechte Garnablageverläufe berechnet und diese maßhaltig auf diverse flächige Textilstrukturen, wie Multiaxialgelege oder Gewebe, kraftschlüssig fixiert werden.

Weitere Anwendungsfelder der TFP-Technologie bestehen in der Funktionalisierung textiler Flächen für Smart-Textile-Anwendungen oder in der Integration elektronischer oder sensorischer Komponenten in FKV-Strukturen. Dabei lassen sich z. B. durch das Aufsticken elektrisch leitfähiger Garne von einfachen elektrischen Trassierungen bis hin zu komplexen Schaltkreisen vielfältige elektrische Funktionsstrukturen realisieren. Insbesondere die zweidimensionalen Freiheitsgrade bei der Fadenablage mit Hilfe der TFP-Technologie gestatten die Fertigung anforderungsgerechter textilbasierter In-Situ-Sensorik, z. B. in Form von auf Verstärkungshalbzeuge applizierte Dehnungssensoren zur Strukturüberwachung von FKV-Bauteilen bei mehraxialen Beanspruchungsszenarien.

Das ITM verfügt über eine Sonderstickmaschine SGY 0200-650D der Fa. ZSK Stickmaschinen GmbH für technische Stickanwendungen mit einer bestickbaren Arbeitsfläche von 1.500 x 1.400 mm² und zwei Multifunktionsstickköpfen, die mit changierenden Fadenablegern ausgestattet sind. Das ermöglicht eine schädigungsfreie Fixierung der abzulegenden Verstärkungsfäden mit zweidimensional beliebig komplexer Ablagekontur und einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,3 min^-1.