Laufende Projekte

Eine Kurzfassung der vergangenen Projekte finden sie hier.

Downhill Sommerrodel

Verantwortlich: Müller, S.

Schlittenfahren wird immer beliebter. Um nicht nur im Winter, sondern auch im Sommer rodeln zu können, wird in diesem Projekt ein Sommerrodel entwickelt mit speziellen Anforderungen. Er soll auf Schotter, Sand, Gras, Waldboden mit Ästen und Wurzeln sowie auf Singletrails fahrbar sein. Außerdem muss er leicht, stabil und mit optimalen Dämpfungseigenschaften ausgestattet sein. Dazu wird ein Integralsitz entwickelt, der selbst als innovatives Dämpfungssystem fungiert und zudem das Chassis ersetzt. Neben Simulation, Auslegung und Aufbau des Rodels wird auch die Entwicklung des Fertigungsverfahrens im Vordergrund des Projekts stehen.

Implementation of a potential based positioning of carbon fibers in fiber reinforced structures

Verantwortlich: Pangboonyanon, W.

Limited energy resources require an increasing amount of light weight design. Regarding this issue in aerospace and automotive industry fiber reinforced plastics are gaining more and more importance. The assembly of these hardened thermoset composites is a manufacturing challenge. For example in the aerospace industry the required riveting holes cut the fibers of the composites, resulting in a damaged part. Within the project a potential free fiber structure should be developed, which positions the fibers around the riveting hole, permitting a riveted structure without damaged fibers. The concept is focused on dry unidirectional fiber structures with an outlook to fabrics and braided textiles. To position the fibers the applicable methods (magnetic, electromagnetic, impulse technique) should be analysed mathematical in simulation and verified by structural experiments. An approach to this topic would be to detect the potential of the modified material samples, then to verify the simulation results e.g. in terms of the achieved fiber orientation in real samples. Additionally a comparison of the mechanical properties to common structures should be carried out. After the development of potential based positioning systems the implementation of such modified material samples should be done.

Structural Integration of Functionalities in high-performance lightweight Structures using Additive Manufacturing

Verantwortlich: Hartkopf, F.

Meine Forschung zum Thema „Structural integration of functionalities in high-performance lightweight structures using additive manufacturing“ ist Teil des Promotionsprogramms Campus Funktionswerkstoffe. Ziel ist die Integration von Sensoreigenschaften zum Zwecke von Structural Health Monitoring in hochtechnischen und bionischen Leichtbaustrukturen. Die Integration soll bereits während der strukturellen Fertigung des Bauteils im 3D-Druck erfolgen.

DFG-Projekt Einstufige Herstellung von Metall-Polymer-Metall-Sandwichstrukturen mit faserverstärktem Kern: Experiment, Modellbildung und Simulation

Verantwortlich: Fischer, T.

Zur Minimierung von Ressourcen sowie Prozessschritten wird die einstufige Herstellung von Sandwichbauteilen mit lokalen Verstärkungen untersucht, hierzu dient ein dreischichtiger Verbund aus Stahl, glasfaserverstärktem Polyamid und Stahl. Die Herausforderungen liegen in der Entwicklung eines sicheren, einstufigen thermo-mechanischen Füge- und Umformprozesses mit Schwerpunkten auf den prozesstechnischen und materialwissenschaftlichen Fragestellungen.

DFG Forschergruppe Projekt 2021: Wirkprinzipien nanoskaliger Matrixadditive für den Faserverbundleichtbau Teilprojekt 4: Imprägnierprozess graduell nanopartikelverstärkter Strukturen

Verantwortlich: Abliz, D.

Das Teilprojekt 4 im Rahmen der DFG Forschergruppe FOR 2021 befasst sich mit der Charakterisierung des Einflusses von fein dispergierten Nanopartikeln im Harzsystem auf die Verarbeitungsprozesse und die damit gekoppelte Bauteilfertigung. Die Forschungsschwerpunkte liegen in der prozesstechnischen Auslegung der Materialien im Hinblick auf die wichtigen Material- und Prozessparameter. Darüber hinaus beinhaltet das Teilprojekt 4 die Entwicklung von neuen Angussstrategien im Liquid-Composite-Moulding-Verfahren für die Herstellung komplexer Faserverbundstrukturen mit definierter Partikelverteilung, um so örtlich gezielt einstellbare Eigenschaftsprofile zu erzeugen.

ZIM-Kooperationsnetzwerk „Mikrosysteme auf Basis multifunktionaler Materialverbunde“

Verantwortlich: Eggers, A.

Das Kooperationsnetzwerk „Mikrosysteme auf Basis multifunktionaler Materialverbunde“ (MS Multi Mat) ist ein starker Zusammenschluss von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, welche sich das Ziel gesetzt haben, die Entwicklung und Herstellung von marktfähigen Mikrosystemtechnikprodukten für die Bereiche Elektronik, Optik, Medizintechnik und Diagnostik voranzutreiben.
Die steigenden Anforderungen des Marktes nach sehr kurzen Entwicklungs- und Produktionszyklen bei zunehmend komplexerem Anforderungsprofil, wie beispielsweise die steigende Miniaturisierung oder neuartige Multifunktionalitäten, erfordern eine schnelle und effiziente Umsetzung von F&E Vorhaben.
Wir unterstützen durch unseren Verbund vor allem kleine und mittelständische Unternehmen bei diesen Herausforderungen und entwickeln gemeinsam Forschungsansätze für neuartige Lösungen. Dabei wird die gesamte Produktionskette berücksichtigt. Die Kompetenzgebiete von „MS Multi Mat“ umfassen dabei fünf Bereiche Sensorik, Materialverbunde, Oberflächentechnik, Mikrospritzguss und Additive Fertigung.
Mehr zum Netzwerk erfahren Sie unter www.msmultimat.de.

Evaluation des Einsatzes eines Spuckstoffs aus dem Altpapierrecycling als Füllstoff in ausgewählten thermoplastischen Matrixsystemen

Verantwortlich: Scholten, A.

Beim Recycling von Altpapier fällt u.a. ein faserhaltiger Stoffstrom (Spuckstoff) an, der für eine weitere Nutzung in der Papierherstellung nicht geeignet ist. Gründe hierfür sind die geringe Faserlänge und Verunreinigungen mit z.B. Kunststoffen und Holz. Aktuell wird der Spuckstoff thermisch entsorgt.
Im Rahmen der Doktorarbeit wird untersucht, in wie weit sich eine stoffliche Weiterverwertung als Füllstoff für thermoplastische Kunststoffe realisieren lässt. Hauptaspekte der Arbeit sind die Charakterisierung und Aufbereitung des Spuckstoffes, die Untersuchung der Spuckstoff-Kunststoff-Compounds und die wirtschaftliche Bewertung in Hinblick auf verschiedene Anwendungsszenarien.

Verteilte Multiskalensimulation zur Optimierung der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen für den Flugzeugbau

Verantwortlich: Rivas, J.

Kostenintensive Faserwickeln und Prepreg Technologien sind die meist verwendeten Verfahren, um faserverstärkte Kunststoffe (FVK) herzustellen. Als kostengünstigere Alternativen hierzu bieten sich Infusionsverfahren, wie RTM. Ziel ist es, dieses wirtschaftliche Bauteilherstellungsverfahren anhand eines Softwaretools zu simulieren, um die Faser für eine spezielle Form-, Fasergeometrie und spezielle Polymerarten u.a. zu nutzen, ohne dass hierzu überhöhte Kosten durch Versuche entstehen.

Self-Organized, Additive Manufactured Composite Systems

Verantwortlich: Sundar Dutta, G.

The idea of this project is to find a novel way of lightweight construction, specifically constructing 3D free-form continuous fiber reinforced composite (CFRC). The idea is to develop a method of describing an optimal structure for a specific loading and boundary with given material properties. We prefer a probabilistic optimization technique e.g. Evolutionary Programming (EP) over a deterministic one, due to high interdependency of the variables involved in the optimization process. Evolutionary Programming draws its inspiration from natural selection process, and thus tries to improve the solutions based on the feedback, by simultaneously exploring the entire design space. Hence the likelihood of reaching global maxima/minima is subsequently more than the convectional linear search algorithms. Thus, a structural component is evolved or grown in optimal form, rather designed and optimized.
While Python™ object-oriented programming language is used for scripting, Rhinoceros 3D™ design environment is used to visualize and generate the geometries or the evolved structures.

Additive manufacturing, apart from its usage in prototyping, has gained its popularity in recent years also as an essential manufacturing process for lightweight construction due to its flexible nature. A Stäubli™ RX60 robot-arm equipped with printing assembly will be reasonably capable of achieving the desired structure. Stäubli Robotic Suite™ will be used to operate the robot-arm while RoboDK™ programming tool will be used for the offline programming purpose. 

MS Multi Mat – Zellclean Spritzgusswerkzeug und multieinsetzbares Reagenzbehältnis für die Zellseparation

Verantwortlich: Sdrenka, S.

Für die Separation von Zellen aus Vollblutproben stehen heute bereits verschiedene Verfahren zur Verfügung, die allerdings mit Einschränkungen auf das jeweilige Trennergebnis behaftet sind. In dem Projekt Zellclean arbeiten die IBA GmbH aus Göttingen und das PuK der TU Clausthal gemeinsam an einem neuen Verfahren, die Zellen in hoher Reinheit, Qualität und Ausbeute zu erhalten. Mittels der von IBA entwickelten TACS® ("traceless affinity cell selection")-Technologie zur reversible Immunchromatographie von Zellen in Kombination mit dem medizinischen Analysegerät FABian® sollen die Zellen künftig über eine Separationsmatrix spezifisch und in hoher Qualität von den restlichen Bestandteilen getrennt werden. Kern der gemeinsamen Entwicklung ist auf Basis der Mikrospritzgusstechnologie die Separationseinheit mit mikrostrukturierten Membranen als multifunktionales Consumable, durch die die Zellsuspension über den FABian® automatisiert gespült wird.

Kombinierter Vertikalrotor für Kleinwindenergieanlage

Verantwortlich: Deneke, T.

Entwicklung einer sturmsicheren und dauerfesten Leichtbau-Vertikal-Windenergieanlage (WEA) mit einem kombinierten Savonius- und Darrieus-Rotor inklusive der Entwicklung der notwendigen Anlagen- und Herstellungstechnologie zur Fertigung des Rotors.

Evaluation der qualitätsabgesicherten Verarbeitbarkeit pflanzlicher Faserstoffe aus Agrarabfällen im Faserspritzguss

Verantwortlich: Lux, H.

Im Zuge der Diskussion über Plastik-Einweggeschirr und Kunststoffrecycling kommt der Direktverarbeitung von Pflanzenfasern zu hochwertigen, recycelfähigen Produkten des täglichen Lebens eine gesteigerte Bedeutung zu.
Unter Verwendung von pflanzlichen Agrarabfällen, deren Verarbeitung in der Pulpe und der Prozessierung mittels Spritzgussverfahren kann hier eine hohe Produktionsrate erreicht werden. Hierzu kann das Pulpenmaterial unter Druck beispielsweise in eine entsprechende Kavität eingespritzt werden, durch die das Wasser austreten kann und so das finale Produkt erhalten wird.
Die Optimierung des gesamten Verfahrensprozesses, auch in Abhängigkeit des Agrarmaterials, mit Fokus auf flächige Prüfkörper bis hin zur finalen Stabilitätsprüfung ist Ziel dieses Projektes.

Verteilte Multiskalensimulation zur Optimierung der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen für den Flugzeugbau

Verantwortlich: Rivas, J.

Kostenintensive Faserwickeln und Prepreg Technologien sind die meist verwendeten Verfahren, um faserverstärkte Kunststoffe (FVK) herzustellen. Als kostengünstigere Alternativen hierzu bieten sich Infusionsverfahren, wie RTM an. Ziel ist es, dieses wirtschaftliche Bauteilherstellungsverfahren anhand eines Softwaretools zu simulieren, um die Faser u.a. für spezielle Form-, Fasergeometrie und spezielle Polymerarten zu nutzen, ohne dass hierzu überhöhte Kosten durch Versuche entstehen.

Flexible Technologien für die Produktion individualisierter CFK-Strukturen - FlexProCFK

Verantwortlich: Budelmann, D.

Das Projekt „FlexProCFK“ ist eine Kooperation des IFW der Leibniz Universität Hannover, des IFL der TU Braunschweig und des PuK der TU Clausthal. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer innovativen, flexiblen Fertigungstechnologie für die Herstellung individualisierter CFK-Strukturen. Dabei wird ein trockenes Faserhalbzeug in einem roboterbasierten Drapierlegesystem konfektioniert, mit Harz benetzt und anschließend automatisiert zu komplex geformten Versteifungselementen drapiert. Das Projekt wird durch den Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung und das Land Niedersachsen gefördert.

Recycling von magnetischen Materialien aus Generatoren von Windkraftanlagen, Elektromotoren und Elektronikschrott.

Verantwortlich: Kapustka, K.

Das Ziel des Projekts ist es, ein Recyclingverfahren für Neodymium-Eisen-Bor Magneten (NdFeB) aus Generatoren von Windkraftanlagen, Elektromotoren oder Elektroschrott zu entwickeln. Zu diesem Zweck werden die Magneten fein gemahlen und das so gewonnene Partikelsystem in ein thermoplastisches Polymer eingearbeitet, um aus diesem Recyclingmaterial spritzgießfähige magnetische Compounds für den Markt zu gewinnen. Mit diesem Ansatz wird es gelingen, geschlossene Recyclingstrategien anzubieten, die den europäischen Markt – hier am Beispiel der Kooperation zwischen Deutschland und Polen- befähigen, kostbare, begrenzt verfügbare Ressourcen wieder in den Kreislauf einzugliedern. Allein in Deutschland sind in Kraftfahrzeugen, Computern (siehe Abbildung) und Industrieelektromotoren mehr als 500 Tonnen NdFeB Magnetmaterial verfügbar, mit der Verarbeitung und Markteinführung von Hybridfahrzeugen und getriebelosen Windkraftanlagen werden diese Mengen weiter zunehmen und könnten am Lebensende dieser Produkte ebenfalls einem Recyclingkreislauf zur Verfügung stehen. Seltene Erden sind von höchster strategischer Bedeutung in der Hightech-Industrie und sind derzeit kaum bis gar nicht substituierbar.

Einfluss der Pflanzenaufbereitung aus Agraranfällen auf die Qualität verarbeitbarer Faserstoffe für die Sicherstellung geeigneter Produktionsprozesse

Verantwortlich: Kapfhammer, D.

"Hochwertige, für den Verbraucher geeignete Produkte zeichnen sich einerseits durch eine optimierte Verarbeitung, andererseits aber auch durch eine hervorragende Materialgüte aus. Gerade im Bereich von Naturfasern unterliegen die Materialien diversen Bedingungen, wodurch die Qualität Schwankungen unterliegt. Besonders bei der Verwendung pflanzlicher Fasermaterialien können auf dem Weg von der Anbaufläche bis zur Verarbeitung unterschiedliche Klimata das Material negativ beeinflussen. Auch bei der Betrachtung relativ lokaler Logistikwege ist die Sicherstellung qualitativ hochwertiger Fasermaterialien eine Herausforderung, deren Erweiterung auf global agierende Logistik eine Potenzierung von Maschinen und Abläufen erfordert. Ziel des technisch umzusetzenden Projektes ist es, eine Qualitätssicherung der Fasermaterialien entlang der Wertschöpfungskette bis zum finalen Verarbeitungsschritt (Faserspritzguss) sicherzustellen und die Betrachtung auf unterschiedliche Faserströme im Bereich der Agraranfälle systemspezifisch durchzuführen."

JoinTHIS

Verantwortlich: Fix, J.

Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens JoinTHIS ist die interdisziplinäre Entwicklung, Umsetzung und Evaluierung einer auf modernen AFP- und Schweißprozessen basierenden Fertigungstechnologie für Stukturbauteile aus langfaserverstärkten Hochleistungsthermoplasten in der Luftfahrt. Die Kombination prozesstechnischer Vorteile des AFP (hoher Automatisierungsgrad, flexible Bauteilgeometrien) mit den Vorzügen thermoplastischer Matrixmaterialien (in situ Konsolidierung, Schweiß- und Recyclierbarkeit) ermöglichen im Vergleich zu duromeren Materialen verkürzte Taktzeiten, sodass hohe Produktionsraten im Flugzeugbau (>100 Stk./Monat) realisiert werden können. Indem die Produktions- und Ressourceneffizienz gesteigert sowie CO2-Emissionen reduziert werden, leistet die zu entwickelnde Fertigungsmethode einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Mobilitätsstrategie, wie sie mit dem FlightPath 2050 durch die Europäische Kommission vorgestellt wurde.

Multilayer-Inserts (MLI) - Intrinsische Hybridverbunde zur Krafteinleitung in dünnwandige Hochleistungs-CFK-Strukturen

Verantwortlich: Serna, J.

Die drei Institute, Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) der TU Clausthal, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover und Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig, haben gemeinsam am Standort CFK Nord in Stade eine materialgerechte Krafteinleitung für Faserverbundstrukturen entwickelt und grundlegend erforscht. Bei dem gewählten Ansatz wird die Krafteinleitung über ein schichtweise aufgebautes lokales Faser-Metall-Laminat – das sogenannte Multilayer-Insert (MLI) – realisiert. Das MLI entsteht durch lokale Substitution der CFK-Lagen durch Metalleinleger derselben Dicke. Das MLI entsteht durch das Abwechseln von kleinen und großen Metalleinleger. Die freistehenden Flächen der großen Metalleinleger werden mit der darunter und darüber liegenden CFK-Lage verbunden. Hierbei wird eine sehr große Anbindungsfläche zum Faserverbund geschaffen, über die die Kräfte in alle Laminatlagen eingeleitet werden können. Im Zentrum des MLI entsteht gleichzeitig ein reinmetallischer Bereich. Im Vergleich zu konventionellen Technologien führt der hybride Anbindungspunkt zu einer minimalen Umlenkung der Fasern und damit zu einer Reduzierung des Störeinflusses. Dieser fasergerechte Aufbau erlaubt eine signifikante Erhöhung der einleitbaren Lasten in das CFK. Das MLI-Konzept kann auf verschiedene Anwendungen übertragen werden, so ist im Laufe des Projektes die sogenannte FaMLI entstanden, welche folgende Derivate umfasst:

  • AFP-MLI (Automated-Fiber-Placement)
  • Sandwich-MLI (Patentiert)
  • Weld-MLI
  • Maxi-MLI"

FOR2021: Wirkprinzipien nanoskaliger Matrixadditive für den Faserverbundleichtbau; Teilprojekt 3: Fließverhalten nanopartikulärer Epoxidharz-Suspensionen.

Verantwortlich: Hochstädt, D.

Im Zuge des Teilprojekts 3 der DFG Forschergruppe FOR2021 werden mit Böhmit beladene reaktive Matrixsysteme in Bezug auf ihre thermodynamischen Eigenschaften charakterisiert. Darüber hinaus werden die rheologischen Eigenschaften der reaktiven Suspension untersucht, um eine Eruierung der im Zuge des Imprägnierprozesses stattfindenden Vorgänge zu ermöglichen. Hierzu werden umfassende Messungen an Suspensionen mit unterschiedlichen Partikelbeladungen durchgeführt. Neben der Abhängigkeit der Systemeigenschaften von der Menge der enthaltenen Partikel werden zusätzlich oberflächenmodifizierte Böhmit-Partikel eingesetzt und der Einfluss der Oberflächenmodifikation auf die reaktiven Eigenschaften bestimmt. Zusätzlich ist es im Zuge des Projekts vorgesehen alternative Härtersysteme zu betrachten. Auf Basis der so gewonnenen Daten wird im nächsten Schritt eine Modellierung der Reaktionskinetik und Rheologie des partikelgefüllten Harz-Härter-Systems durchgeführt, um auch hierdurch eine Vorhersage der verarbeitungstechnischen Eigenschaften der reaktiven Suspension zu ermöglichen und damit eine Optimierung der Herstellung von Bauteilen in anderen Teilprojekten durchführen zu können.

Auslegung und Einführung einer Online-Prepreganlage zur Herstellung faserverstärkter Halbzeuge

Verantwortlich: Hefft, L.

Die geplante Anlage verwirklicht ein Konzept, welches in dieser Form bislang nicht existiert. Sie soll die dringlichsten Probleme in der Faserverbundfertigung mit Prepregs lösen und eine Weiterentwicklung der Prepregtechnologie darstellen. Als derzeit größte Probleme sind zu hohe Zykluszeiten, zu hohe Material- und Stückkosten, zu viel giftiger Abfall und eine zu geringe Flexibilität zu nennen. Daraus ergeben sich die Ziele der geplanten Anlage:

  1. Prepregs werden just-in-time / just-in-sequence produziert, die logistische und energetisch aufwändige Tiefkühllagerung der Prepregs entfällt.
  2. Prepregs können durch eine flexible Fertigung (Roboter, separate Harzmischanlage) auch in kleinen Losgrößen produziert werden, dadurch steigt die Anzahl der realisierbaren Varianten.
  3. Textile Halbzeuge werden endkonturnah /-treu zugeschnitten und im Anschluss ebenfalls endkonturnah imprägniert, der entstehende Abfall ist nicht mit Harz getränkt und daher kein Sondermüll.

Das Forschungsinteresse erstreckt sich hautsächlich auf die Gebiete Prozesstechnologie und Materialwissenschaft. Zunächst steht die Umsetzung des oben skizzierten Prozesses sowie die Ermittlung seines Potentials im Vordergrund der Betrachtungen. Anschließend werden schwerpunktmäßig die Eignung der Halbzeuge für „out-of-autoclav“-Technologien, neue Reparaturkonzepte in der Faserverbundtechnik sowie die Nutzung der Prepregtechnik zur Einbringung von Nanopartikeln in Faserverbundkunststoffe erforscht.
Die Vielzahl an Schnittstellen zwischen den einzelnen Stationen und deren Synchronisierung stellen eine große Herausforderung seitens der Konstruktion dar. Die geforderte Flexibilität einer Forschungsanlage mit der Möglichkeit zur Konfiguration diverser Prozessparameter kommen erschwerend hinzu.
Die Vermeidung von harzgetränkten Abfällen, welche bisher als Sondermüll entsorgt werden müssen, schließt sich an verschiedene Recyclingkonzepte an und die Weiterverwendung der textilen Abfälle ist möglich.
In Kombination mit den am Institut vorhanden Hochleistungspressen erweitert sich das mögliche Forschungsgebiet und auch Anwendungen beispielsweise für den Automobilbereich können ganzheitlich untersucht werden.
Durch Abbildung der gesamten Prozesskette vom trockenen Textil bis zum endgeformten Bauteil, mit direkter Kopplung aller Stationen, ermöglicht sich eine allumfassende Optimierung des Prozesses.

Modellierung und Charakterisierung des Feuchteeinflusses auf die dielektrischen Eigenschaften von Elastomeren

Verantwortlich: Zhao, H.

"Die Qualitätsforderung der Reifenindustrie steigt schnell mit stark entwickelten Forschungen an Elastomeren. Als eine die wichtigsten Faktoren spielt Umwelt bei dem Produzieren und Verarbeitung eine immer wichtigere Rolle. Es wird verschiedene Forschungsergebnisse über Feuchteeinfluss auf die Eigenschaften und Verarbeitungen der Kautschuk-mischungen und Elastomeren mit typischen Füllstoffe und Verbundmaterialien publiziert. Die dielektrische Spektroskopie ist ein Leistungsfähige Testmethode, womit die Elastomere-Füllstoffe Wechselwirkungen erforscht wird. Es wird die Feuchteeinfluss an dielektrische Eigenschaften der Polymere untersucht. Viele mathematische Modellen von Eigenschaften insbesondere dielektrischen Eigenschaften der Polymeren oder andere Materialien wurde entwickelt. Es ist daher nötig, die Forschungen mit dielektrischen Spektroskopie sowie die Mathematische Modellen im Polymerbereich in den Elatomerebereich zu übertragen."

Umformtechnologie für komplexe Leichtbaustrukturen mit polymeren Schäumen in Verbundbauweise

Verantwortlich: Oehl, G.

Ziel des Projektes ist es einen Prozess zu entwickeln der die Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils aus einem Schaum-Sandwichverbund ermöglicht, welches die Brandschutzanforderungen der Luftfahrtindustrie erfüllt. Der Flammschutz wird dabei durch die Auswahl geeigneter und bestenfalls branchenspezifisch zertifizierter Ausgangsmaterialien erzeugt. Die Materialselektion und -entwicklung steht in direkter Wechselwirkung mit der Prozessentwicklung, da verschiedene Ausgangsmaterialien unterschiedliche Verarbeitungsprozesse benötigen. Für komplexe Strukturelemente ist eine entsprechende Umformstrategie zu entwickeln. Das ausgehärtete Sandwich kann bei der Verwendung duromerer Deckschichten nicht mehr umgeformt werden, sodass die Formgebung vorher erfolgen muss. Angestrebt wird daher eine Prozessroute, bei der der thermoplastische Schaum und das Textil zusammen umgeformt und mit dem noch flüssigen Harzsystem imprägniert werden. Um Werkzeug- und Prozesskosten zu sparen wird in diesem Projekt daher ein einstufiger Prozess entwickelt, in dem die Sandwichverbunde ohne den Einsatz einer Heißpresse oder eines Autoklaven nur unter Verwendung eines Vakuums hergestellt werden können. Schematisch ist dieser Ablauf in Abbildung 1 dargestellt. Durch das Umformen der Decklagen zusammen mit dem Schaumkern und der im selben Werkzeug stattfindenden Imprägnierung soll es möglich sein komplexe Bauteile in kurzer Zeit endgeometrienah zu fertigen. // Die Materialauswahl und –entwicklung unterstützt dabei die Optimierung des Prozesses durch Vorversuche im Labormaßstab. Es wird überprüft, in wie weit Schaum und Harz kompatibel sind und wie beispielsweise durch die Exothermie der Aushärtereaktion des Harzes die Umformung thermisch unterstützt werden kann. Außerdem soll die Möglichkeit bestehen metallische Krafteinleitungselemente in das Bauteil zu integrieren ohne weitere Nachbearbeitungsschritte durchzuführen. Hierfür sind verschiedene Techniken zu erproben, die jedoch alle auf eine Insertintegration direkt im Umformprozess abzielen. Das Umformwerkzeug wird hierfür mit passenden Aussparungen bzw. Pins versehen, um die Inserts sicher zu positionieren.

 

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