Entwicklung einer Technologie zur Strukturfixier­ung textiler Halbzeuge mit Hybridgarnen für komplexe, beans­pruchungsgerechte Preforms

Förderung:	IGF-Vorhaben-Nr: 16427 BR
Laufzeit:	01.12.2009 - 31.05.2011
Beteiligte Forschungseinrichtungen und Partner:	Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM), Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing. Ch. Cherif
Ansprechpartner:	Prof. Dr.-Ing. habil. S. Krzywinski Dr.-Ing. Olaf Diestel

Das Ziel des TP A3 „Entwicklung einer Technologie zur Strukturfixierung textiler Halbzeuge mit Hybridgarnen für komplexe, beanspruchungsgerechte Preforms“ besteht in der Entwicklung einer anwendungsnahen Technologie und in der Ableitung eines effizienten Fertigungskonzepts zur vollständigen bzw. lokalen Strukturfixierung textiler Halbzeuge mit Hybridgarnen für die anwendungsgerechte Herstellung komplexer, beanspruchungsgerechter und gut handhabbarer Preforms in reproduzierbarer Qualität zur Weiterverarbeitung im Spritzgieß- bzw. im RTM-Verfahren in mittleren und Großserien. Die Untersuchungen zur Halbzeugherstellung, zum Umformen und zum Fixieren werden am Beispiel unterschiedlicher Lagenpakete für definierte, steigende Anforderungen im Hinblick auf eine hohe Komplexizität aufweisenden Geometrien des Leitdemonstrators durchgeführt (vgl. Bild 1). Die Abbildungen 2 und 3 zeigen Beispiele aus technologischen Voruntersuchungen zum Projekt.

Der methodische Ansatz für die Projektbearbeitung beruht auf der Anwendung der in TP D3 erarbeiteten Grundlagenergebnisse. Diese umfassen die geometrieangepasste simulationsgestützte Festlegung der Maßnahmen zur lokalen Strukturfixierung, deren bindungstechnische Umsetzung durch die Hybridgarneinbindung sowie Möglichkeiten zur Energieeinleitung für das Aufschmelzen der thermoplastischen Fäden. Die ermittelten Struktur-Eigenschafts-Beziehungen werden bezüglich der reproduzierbaren Anwendung zur Herstellung gut verarbeitbarer textiler Preforms mit komplexer Geometrie am Beispiel des HTH-Strukturdemonstrators erprobt.

Die in den TP A5 und A6 mit den schalenförmigen Teilpreforms erzielten Ergebnisse zur anwendungsrelevanten Handhabung, zur Bauteilherstellung und zur gemeinsam mit der Industrie spezifizierten Bauteilerprobung im Hinblick auf die Bauteilgeometrie und das Steifigkeits- und Crash-Verhalten werden für die gemeinsame endgültige Bewertung der Eignung der entwickelten schalenförmigen Teilpreforms auf Hybridgarnbasis genutzt. Sie ermöglichen darüberhinaus den beabsichtigten direkten Vergleich der entwickelten schalenförmigen Teilpreforms mit den in TP A4 auf der Grundlage von multiaxial verstärkten Gelegen und Geweben in Verbindung mit der Bindertechnologie untersuchten Teilpreforms.

Darauf aufbauend wird mit der abschließenden Erstellung eines Konzepts zur Herstellung schalenförmiger Prefoms mit Hybridgarnfixierung ein wesentlicher Beitrag für die am Ende des DFG-AiF-Clusters geplante gemeinsame Erarbeitung eines automatisierten, ganzheitlichen Konzepts für die anwendungsgerechte und wirtschaftliche Fertigung komplex geformter, hochsteifer endlosfaserverstärkter Kunststoffbauteile in mittleren und Großserien am Beispiel des HTH-Strukturdemonstrators geleistet.
 

Danksagung

Das IGF-Vorhaben 16427 BR der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstr. 12-14, 10117 Berlin, wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Wir danken den genannten Institutionen für die Bereitstellung der finanziellen Mittel sowie für die Förderung der weiteren Projekte innerhalb des Clusters „Leichtbau und Textilien“. Außerdem danken wir allen Partnern, die uns in der Forschungsarbeit zu diesem Themenkreis unterstützen.