Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Composites 2012: Tapelegen fit für Serienfertigung

28.09.2012
Metalle in Autos und Flugzeugen weichen zunehmend faserverstärkten Kunststoffen. Diese Materialien über das so genannte Tapelegen herzustellen, bietet einige Vorteile. Wissenschaftler arbeiten daran, diese Technologie fit zu machen für die Serienfertigung. Auf der Messe Composites Europe vom 9. bis 11. Oktober in Düsseldorf zeigen sie einige Demonstratorteile (Halle 8a, Stand A11).

Umdenken ist angesagt bei den Automobilherstellern: Während Fahrzeuge bislang hauptsächlich aus Metallen wie Aluminium und Stahl bestanden, zwingt die aufkomende Elektromobilität künftig zum Leichtbau.


Forscher arbeiten daran, das Tapelegen fit zu machen für die Serienfertigung.
© Fraunhofer ICT

Das heißt: Neue Materialien müssen her. Großes Potenzial besitzen faserverstärkte Kunststoffe – also Fasern, die mit einer Kunststoff-Matrix imprägniert werden und als Verbundwerkstoff zum Einsatz kommen. Diese Werkstoffe sind ähnlich fest wie Metalle. Häufig werden die für das Bauteil nötigen Zuschnitte aus textilen Halbzeugen herausgeschnitten – vorrangig aus Geweben. Dabei entsteht zum Teil viel Verschnitt des wertvollen Verstärkungsmaterials.

Eine Alternative ist das Tapelegen. Tapes sind unidirektionale Endlosfasern, die mit einer Matrix imprägniert sind und wie ein Band auf einer Rolle aufgewickelt werden. Diese Rollen werden in eine spezielle Anlage eingesetzt, eine Ablegeeinheit platziert sie in der gewünschten Geometrie. Dadurch lassen sich passgenaue Endlosfaserstrukturen herstellen, bei denen kaum oder gar kein Verschnitt entsteht. Für große Bauteilserien, wie sie beispielsweise in der Kompaktklasse die großen Automobilhersteller benötigen, ist das Verfahren derzeit jedoch noch zu langsam.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal wollen gemeinsam mit ihren Kollegen der ICT-Projektgruppe in Augsburg das Tapelegen der Serienfertigung nun einen großen Schritt näher bringen. Die beiden Anlagen, die die Forscher verwenden, sind Fabrikate der Firmen Coriolis und Fiberforge. »Um diese Anlagen herum entwickeln wir die weiterführende Prozesstechnik«, sagt Benjamin Hangs, Wissenschaftler am ICT. »Dazu gehört einerseits, dass wir die Anlagen im Dialog mit den Firmen optimieren, andererseits die Prozesskette weiterentwickeln.

Das umfasst das Ablegen der Fasern beziehungsweise Tapes, das Umformen, das Funktionalisieren und die Nachbearbeitung. Wir entwickeln beispielsweise neue Materialrezepturen, optimieren die Fertigungsparameter und entwickeln Prototypen.« Dabei widmen sich die Wissenschaftler unter anderem folgenden Fragen: Wie kann man verschiedene Bauteile optimal fertigen? Welchen Anforderungen an den Prozess und die Qualitätsstandards müssen erfüllt werden? »Wir haben bereits viele Erkenntnisse gewonnen, die dabei helfen können, den Prozess weiter in Richtung Mittel- und Großserienfertigung zu bringen«, so Hangs.

Die Bereitschaft bei den Automobilherstellern und der Luftfahrtindustrie, hier einen nächsten Schritt zu tun, ist groß. Denn das Tapelegen bietet – neben dem geringeren Verschnitt – gegenüber den Gewebehalbzeugen weitere Vorteile: Die Faserorientierung lässt sich beim Tapelegen beliebig einstellen. Die Fasern können also genau so ausgerichtet werden, dass sie die entstehenden Lasten optimal aufnehmen können. Beim Gewebehalbzeug werden hingegen vorrangig Kombinationen der Winkel von 0 und 90 Grad verwendet. Das Material lässt sich daher beim Tapelegen effizienter nutzen: Da es im Verbund zudem fester ist, reichen dünnere Materialschichten als beim Gewebehalbzeug. Auf der Messe Composites Europe vom 9. bis 11. Oktober in Düsseldorf stehen die Wissenschaftler für weiterführende Diskussionen zur Verfügung. (Halle 8a, Stand A11).

Benjamin Hangs | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/september/tapelegen-fit-fuer-serienfertigung.html

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