Technologien für Preforming
Der Bedarf an innovativen Leichtbauwerkstoffen auf Basis von Hochleistungsfasern mit spezifischen mechanischen Eigenschaften steigt sowohl im Automobilbereich als auch in der Luft- und Raumfahrt stetig an. Ein umfassender Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht aktuell hinsichtlich der Entwicklung und Umsetzung von Lösungen, die eine Etablierung von Faserkunststoffverbunden (FKV) in industriellen Großserienanwendungen erlauben.
Eine wesentliche Herausforderung ist dabei die Um- bzw. Ausformung textiler Strukturen zur Bereitstellung funktions- und prozessgerechter textiler Preformen, die entsprechend der Bauteilgeometrie ausgeformt sind. Eine Zielstellung ist dabei die Vereinfachung bzw. Vermeidung aktuell enorm kostenintensiver Teilprozesse, wie Zuschneiden und Drapieren. Je nach Bauteilkomplexität und -größe entfallen aktuell bis zu ca. 60 % der Gesamtbauteilkosten auf diese Teilprozesse. Eine wesentliche Ursache hierfür sind der meist hohe manuelle Arbeitsaufwand und der entstehende Materialabfall von bis zu 40 % des Gesamtmaterialeinsatzes.
Generell wird das Preforming in das sequentielle und das direkte Preforming unterteilt. Beim sequentiellen Preforming wird, ausgehend von einer Rollenware, die textile Fläche direkt bzw. nach einem ggf. erforderlichen Zuschnitt entsprechend der zu fertigenden Bauteilgeometrie umgeformt. Je nach Prozessführung und textiler Struktur werden dabei die textilen Strukturen einzeln oder in mehrere Lagen geschichtet gleichzeitig verarbeitet. Zur Sicherstellung einer guten Handhabbarkeit der Preformen bis zur Bauteilherstellung sind geeignete Fixierschritte (thermisch oder mechanisch) vorzusehen. Ein weiterer Ansatz ist das direkte Preforming, bei dem die Geometrie der Preformen durch eine gezielte Fadenanordnung während der textiltechnischen Herstellung erreicht wird. Durch das direkte Preforming lassen sich Preformen äußerst materialeffizient und mit minimalem Nachdrapieraufwand umsetzen.
Das ITM mit seinen beiden Professuren Textiltechnik und Konfektionstechnik verfügt über umfassende Kenntnisse und technologische Möglichkeiten zur Entwicklung und Umsetzung von Prozessen, Technologien und textilen Strukturen, die an die jeweiligen Herstellungstechnologien und Produktanforderungen angepasst sind. Diese werden auf den folgenden Seiten näher erläutert: