Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

3D trifft FVK: Mehr Flexibilität für hochbelastete Bauteile

07.03.2016

Individualität und Anpassungsfähigkeit müssen zu Robustheit und Stabilität nicht im Widerspruch stehen: Produkte wie Sitzschalen für Automobile oder medizinische Prothesen, von denen beides verlangt wird, sollen dafür in Zukunft in einer Kombination aus 3D-Druck und Faserverbund-Technologie hergestellt werden.

Der 3D-Druck gewährleistet maximale Flexibilität für Form und Funktion des Bauteils, der Faserverbundkunststoff sorgt für die entsprechende Stabilität, auch unter hoher Belastung. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen untersucht mit seinen Verbundpartnern das kombinierte Herstellungsverfahren jetzt im BMBF-geförderten Forschungsprojekt »LightFlex« und stellt erste Ergebnisse auf der Fachmesse JEC vom 8. bis 10. März 2016 in Paris dem Fachpublikum vor.


Generativ gefertigtes Demonstratorbauteil, das mit Faserverbundkunststoff gefügt wurde.

Bildquelle: Fraunhofer IPT

Spritzgussbauteile aus Kunststoff, die zur Verstärkung mit Faserverbundkunststoffen kombiniert werden, haben einen großen Nachteil: Sie lassen sich nur schlecht an individuelle Wünsche oder Bedürfnisse anpassen.

Da teure und unflexible Spritzgießwerkzeuge zum Einsatz kommen, ist die Fertigung in der Regel nur in Großserien erschwinglich. Auch spezielle Funktionalitäten oder Änderungen in der Bauteilentwicklung lassen sich nur durch aufwändige Nachbearbeitungsschritte einbringen. Die Herstellung von Kleinserien oder gar Prototypen scheitert deshalb an den hohen Kosten.

Das Fraunhofer IPT und seine Partner im Projekt »LightFlex« planen daher nun, für solche Anwendungsfälle die Spritzgusskomponente durch eine generativ gefertigte zu ersetzen: Durch den 3D-Druck lassen sich die Bauteile nahezu beliebig individualisieren und mit den gewünschten Funktionen versehen, bevor sie mit einem thermoplastischen Faserverbundkunststoff gefügt werden und so die erforderliche Belastbarkeit erreichen.

Um die Belastbarkeit der Bauteile zu optimieren werden für die FVK-Komponente sogenannte Organobleche aus unidirektionalen Halbzeugen verwendet. Anstelle von Standardware mit festgelegten Abmaßen kommen hier jedoch für den individuellen Anwendungsfall zugeschnittene Organobleche zum Einsatz, die auf einer vom Fraunhofer IPT aufgebauten Anlage endkonturnah gefertigt werden. Das minimiert Verschnitt und führt zu deutlichen Einsparungen bei den mit hohem Energieaufwand hergestellten Kohlenstofffasern. Die dazu verwendete Anlage hatte das Fraunhofer IPT bereits im Vorfeld im BMBF-geförderten Projekt »E-Profit« entwickelt.

Die Organobleche kombiniert das Fraunhofer IPT in einem Thermoforming-Prozess mit der 3D-gedruckten Stuktur. Das 3D-gedruckte Bauteil stellte der Projektpartner Wehl Group Sintertechnik GmbH aus Salach bereit.

Insgesamt umfasst das Projekt »LightFlex« die gesamte Prozesskette im Sinne einer vernetzten, adaptiven Produktion – von der Halbzeugherstellung durch das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen und weitere Partnern bis zur Besäumung mit dem Laserstrahl durch die Arges GmbH.

Auf der internationalen Fachmesse für Verbundwerkstoffe JEC World 2016 in Paris stellen die Partner die Fertigungsanlage sowie ein erstes Demonstationsbauteil, das mit der neuen Verfahrenskombination gefertigt wurde, den Messebesuchern vor.

Partner im Projekt »LightFlex – Photonische Prozesskette zur flexiblen, generativen, automatisierten und wirtschaftlichen Herstellung individuell angepasster hybrider Leichtbauteile aus thermoplastischem Faserverbundkunststoff«

- Adam Opel AG, Rüsselsheim
- AFPT GmbH, Dörth
- Arges GmbH, Wackersdorf
- Breyer GmbH Maschinenfabrik, Singen
- F.A. Kümpers GmbH & Co. KG, Rheine
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen
- KUKA Industries, Reis GmbH & Co. KG Maschinenfabrik, Geschäftsbereich Reis Extrusion, Merzenich
- Pixargus GmbH, Würselen
- Wehl Group Sintertechnik GmbH, Salach

Dieses Projekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
unter dem Förderkennzeichen 03XP0013 gefördert. Die Projektpartner danken dem BMBF für die Unterstützung.

Kontakt

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Henning Janssen
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-261
henning.janssen@ipt.fraunhofer.de
www.ipt.fraunhofer.de

Diese Pressemitteilung und ein druckfähiges Foto finden Sie auch im Internet unter
www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20160304lightflexjec.html

Weitere Informationen:

http://www.ipt.fraunhofer.de

Susanne Krause | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht SYSTEMS INTEGRATION 2018 in der Schweiz thematisiert Bausteine für die industrielle Digitalisierung
20.11.2017 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht IHP präsentiert sich auf der productronica 2017
17.11.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie