Wirtschaftliche Fertigung belastungsgerechter FVK/Metall-Verbunde

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AiF-Nr.:

19603N

EFB-Nr.:

06/216

Kurztitel:

Belastungsgerechte FVK/M

Laufzeit:

01.01.2018 - 31.12.2019

Forschungsstellen:

IFUM Hannover, MATCH Hannover


Projektbeschreibung

19603N

Metallische Bauteile haben sich auf Grund ihrer Verarbeitungs- und Bauteileigenschaften, wie eine hohe Duktilität und isotrope mechanische Eigenschaften, weitreichend durchsetzen können. Vor allem Verfahren zur Herstellung von Blechbauteilen zeichnen sich durch eine hohe Produktivität aus. Faserverstärkte Kunststoffe hingegen zeichnen sich durch großes Leichtbaupotenzial, aber unwirtschaftliche Fertigungsverfahren aus. Werden die Eigenschaften beider Werkstoffe kombiniert, können Bauteile mit metallischen Eigenschaften in Bereichen hoher Zugspannungen durch CFK-Tapes verstärkt werden. So kann die gesamte Blechdicke reduziert und ein hoher Leichtbaugrad erreicht werden. Blechbauteile mit belastungsgerecht applizierten CFK-Tapes zwischen metallischen Deckblechen bieten somit großes Leichtbaupotenzial. Verfahren, die eine Applizierung und Verarbeitung solcher hybride im Großserienmaßstab erlauben, existieren bisher jedoch nicht.

Ziel dieses Vorhabens ist es, daher einen Prozess zur wirtschaftlichen Herstellung belastungsgerechter FVK-Metall-Sandwichbauteilen zu etablieren. Hierzu werden CFK-Blech-Stapel zusammengestellt und in einem zweistufigen, je isothermen Werkzeugsystem zum Bauteil verpresst. In der ersten Stufe erfolgt die Erwärmung und Imprägnierung der Tapes und in der zweiten die Umformung des noch erwärmten Halbzeugs und Abkühlung zur Entnahme. Es werden Taktzeiten von <1 min angestrebt.

Gegenüber bisher bekannten Verfahren wird die Fertigung solcher Hybride wirtschaftlicher, energiesparender und zugleich steigt das Leichtbaupotenzial der Bauteile. Mit der Etablierung dieses Verfahrens und der erhöhten Handhabungsaufwand profitieren vor allem Automatisierungs- und Handhabungsspezialisten, die häufig den KMU zugehörig sind. Gleichzeitig steigt das notwendige Know-How spezialisierter Werkzeugbauer zur Auslegung und Fertigung temperierter Umformwerkzeuge mit nicht konstantem Werkzeugspalt. Prepreg-Anbieter könnten dem aktuellen KMU-Status entwachsen.


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