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CompositesWorld informiert: IFW’s AFP installation enhances thermoplastic structure production

Im Rahmen des Projekts PräziLight erweitert das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen seine Forschungsinfrastruktur im Bereich des automatisierten Faserauftrags (AFP) durch die Installation eines AFP-Systems von AddComposites (Espoo, Finnland). Das System ist mit einem humm3 Heizsystem von Heraeus Noblelight (Gaithersburg, M.D., USA) ausgestattet und für sowohl duroplastische als auch thermoplastische Materialien einsetzbar. Damit verfügt das Team HPCFK neben einem laserbasierten AFP-System (VCSEL, TRUMPF, Deutschland), das ebenfalls für beide Materialtypen und insbesondere für Hochtemperaturanwendungen geeignet ist, jetzt auch über ein auf einer Xenon-Blitzlampe basierendes System.

Das Projekt wird über den „Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) als Teil der Reaktion der Union auf die COVID-19-Pandemie“ finanziert.

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Die Leichtbauwelt informiert: Towpregs automatisiert zu Luftfahrt-Leichtbaustäben verarbeiten

Im Rahmen des Projektes TowPregRod entwickelt und erforscht das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover zusammen mit der Schütze GmbH & Co. KG die Endlosfertigung von CFK-Sandwichstäben. Das Projekt setzt sich die Entwicklung und Erforschung einer flexiblen Prozesskette zur kontinuierlichen Belegung, Konsolidierung und Aushärtung von CFK-Sandwichstäben zum Ziel. Mit dem flexiblen Verfahren können die Produkteigenschaften speziell auf den entsprechenden Anwendungsfall angepasst werden. Das werkzeuglose Verfahren verarbeitet vorimprägnierte Kohlenstofffaserrovings (TowPregs) und hat vor allem für kostensensitive Anwendungen mit geringen Stückzahlen in der Luft- und Raumfahrt hohes Potenzial.

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Abschlussworkshop JoinTHIS: abschließendes Treffen zwischen Industriepartnern und Forscherverbund

Wie lassen sich recyclingfähige thermoplastische Faserverbundwerkstoffe energieeffizient herstellen? Dieser Frage ging der Forscherverbund HPCFK in den vergangenen drei Jahren im Rahmen des interdisziplinären Projekts „JoinTHIS“ nach. Am 9. Februar 2023 wurden dann die Ergebnisse im Rahmen eines abschließenden Workshops den Partnerinnen und Partnern aus Industrie und Forschung vorgestellt. Ausgewählte Ergebnisse von der Strukturauslegung unter Berücksichtigung von prozessinduzierten Bauteileigenspannungen über die Modellierung und Charakterisierung materialinhärenter Konsolidierungsmechanismen bis hin zur Vorstellung des neu entwickelten Legekopfes für die laserbasierte in-situ Herstellung thermoplastischer Faserverbundstrukturen wurden vorgestellt. In gemeinsamer Diskussion wurden Erkenntnisse geteilt und Perspektiven der thermoplastischen Faserverbundproduktion einer sich wandelnden Mobilitätsbranche erarbeitet. Im Anschluss daran fand in dem kürzlich bezogenen Neubau am CFK Nord eine Live-Vorführung der neuen Technologie statt.
Wir danken allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern für den intensiven Austausch. Ferner richtet sich der Dank an das Land Niedersachsen und den Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) für die Förderung des Projekts.

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Die Forschung wächst, die Adresse bleibt – HPCFK zieht in neue Forschungseinrichtung am CFK Nord in Stade

Der von der Stadt Stade initiierte Erweiterungsbau auf dem Gelände des CFK Nord im Ottenbecker Damm wurde im Juli fertiggestellt und konnte an die Betreibergesellschaft übergeben werden. Das interuniversitäre Forscherteam der Technischen Universität Clausthal, der Technischen Universität Braunschweig und der Leibniz Universität Hannover konnte dann im August die neuen Räumlichkeiten beziehen.

Mit dem Umzug in den hochmodernen Büro- und Hallenkomplex stehen ab sofort weitere Kapazitäten für Forschung und Entwicklung im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe zur Verfügung. Neben einer Vergrößerung der Büroräumlichkeiten ist durch den Umzug in den energieeffizienten Neubau ebenfalls die zur Verfügung stehende Maschinen- und Anlagenfläche gestiegen. Es steht nun mehr als doppelt so viel Fläche für die Entwicklung und den Betrieb von innovativen Prüfständen für grundlegende und anwendungsorientierte Forschungsarbeiten zur Verfügung.

Die neuen Kapazitäten erlauben neben der universitären Forschung auch den Ausbau der industriellen Forschung. Fragestellungen aus den Bereichen der Werkstoffwissenschaften, der Strukturauslegung und der Produktion können mit modernster Analytik, neuesten Softwaretools und der praxisnahen Umsetzung in Prüfständen sowohl in geförderten Kooperationsprojekten als auch innerhalb eines Dienstleistungsauftrages beantwortet werden. Wir unterstützen Sie dabei von der Planung Ihres Vorhabens mit der Wahl möglicher Förderinstrumente über die Entwicklung geeigneter Untersuchungsstrategien bis zur Umsetzung in digitale oder analoge Prototypen.

 

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Erfolgreiche Promotion von Joscha Krieglsteiner im Bereich der produktionsgerechten Gestaltung von Flugzeugstrukturen

Am 16.05.2022 verteidigte Joscha Krieglsteiner, ehemaliger Mitarbeiter unserer Forschergruppe, erfolgreich seine Dissertation mit dem Titel “Algorithmusbasierte Konzeptauswahl in der Integrierten Entwicklung produktionsgerechter Leichtbaustrukturen aus Faser-Kunststoff-Verbund”. Kern der Arbeit von Herrn Krieglsteiner war der Entwurf einer Methodik zur aufwandsarmen und rechenzeiteffizienten Erzeugung, Bewertung und Auswahl von Leichtbaustrukturalternativen und ihrer Prozessketten innerhalb den frühen Entwurfsphasen einer interdisziplinären Strukturbauteilentwicklung.

Mit seiner Arbeit, die im Rahmen des DFG Projekts ProDesign – “Integrierte Methode für Prozessplanung und Strukturentwurf im Faserverbundleichtbau” entstand, liefert er einen sehr wichtigen Beitrag für den methodisch unterstützten produktionsgerechten Entwurf von Flugzeugstrukturen.

Wir gratulieren ganz herzlich zu diesem Erfolg!

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WorkBoat365 berichtet über unser Projekt EvoFoil

Gemeinsam mit unseren Partnern Sustainable Marine und M&D Composites Technology haben wir den ersten großen Meilenstein im kanadisch-deutschen ZIM-Projekt „EvoFoil“ erreicht, nachdem statische Biegetests an dem neuen 4,3 m langen CFK-Gezeitenturbinenblatt erfolgreich abgeschlossen wurden. Die Aufgabe des IFW in dem Projekt ist die Erforschung einer standzeitoptimierten Hybridstruktur, die in der Blattwurzel zur Anbindung an die Rotornabe eingesetzt werden soll. Zu dessen Auslegung ist die Kenntnis der lokalen Blattbeanspruchung von großer Bedeutung, weshalb das IFW während der Biegetests quasikontinuierliche Dehnungsuntersuchungen mit dem faseroptischen Messsystem Luna ODiSI durchgeführt hat.
Das hochsensible Messverfahren ermöglicht die Aufnahme von Dehnungs- und Temperaturänderungen mit einem Messpunktabstand von 0,65 mm. Aufgrund des geringen Querschnittes lassen sich faseroptische Sensoren auf der Oberfläche oder auch innerhalb von Bauteilen applizieren, ohne das makroskopische Verhalten wesentlich zu beeinflussen.

Link zum Messverfahren: Ausstattung – Niedersächsische Forschungskooperation zur Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen (hpcfk.de)

Link zum Artikel: Sustainable Marine Reports First Major Milestone in Canadian-German EvoFoil Collaboration – Workboat365.com

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MaNuK

Magnetische Nutverschlusskeile im kontinuierlichen Produktionsverfahren

Das Konsortium des Forschungsprojektes MaNuK – „Magnetische Nutverschlusskeile im kontinuierlichen Produktionsverfahren“ startet am 24. Februar im Rahmen eines Kick-Offs offiziell seine Arbeit.
Nutverschlusskeile werden in elektrischen Maschinen mit offenen Nuten im Blechpaket eingesetzt, um die Wicklung zu fixieren und zu schützen. Die weiten Nutöffnungen im Blechpaket, welche den magnetisch wirksamen Luftspalt zwischen Stator und Rotor vergrößern bewirken lokal eine unerwünschte Schwächung des Magnetfeldes. Dem wirken magnetische Nutverschlusskeile durch verbesserte Flussführung entgegen. Das Resultat ist vor allem die Reduzierung des benötigten Magnetisierungsstromes und folglich ein besserer Leistungsfaktor sowie eine Wirkungsgradsteigerung der Maschine.
Die heute verfügbaren magnetischen Nutverschlusskeile weisen jedoch erhebliches Verbesserungspotenzial hinsichtlich der magnetischen Leistungsfähigkeit und ihrer mechanischen Eigenschaften auf – durch verfrühtes Versagen sind sie häufig Ursache von Anlagenstillschäden und -stillständen.
Das Projekt MaNuK ist ein Kooperationsprojekt der Partner M&D Composites Technology GmbH, Schill & Seilacher „Struktol“ GmbH, Fisco GmbH, dem Institut für Antriebsysteme und Leistungselektronik (IAL) der Leibniz Universität Hannover und dem Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) der TU Clausthal. Das Projekt wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert. Dabei liegen die Schwerpunkte des PuK in der Erforschung der wechselseitigen Beziehungen von Füllstoffkonditionierung, Aufbau des magnetischen Nutverschlusskeils und seiner magnetischen Eigenschaften, welche die Grundlage bildet für den neuartigen strukturellen Aufbau des Nutverschlusskeils und die Entwicklung eines neuen, kontinuierlichen und deutlich wirtschaftlicheren und ressourceneffizienteren Herstellungsprozesses, mit denen die bisherigen Nachteile behoben werden sollen.

Laufzeit: 2022 – 2023

Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

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Interview zum Contiuous Wet Draping in der Composite World

Kürzlich berichteten Simon Werner und Marco Bogenschütz in einem Interview mit der Composite World von ihrer Forschung zum kontinuierlichen Nassdrapieren (engl. Continuous Wet Draping). Die neuartige Technologie ist derzeit Gegenstand des interdisziplinären Forschungsprojekts AutoBlade, das die Herstellung von Carbon-Rotorblättern für Gezeitenkraftwerke unter Berücksichtigung von spezifischen Material- und Strukturanforderungen in einem automatisierten Prozess vorsieht. Das Projekt wird durch den Europäischen Fond für regionale Entwicklung und das Land Niedersachsen gefördert .  Modular draping system shows potential for wrinkle-free, automated dry fiber layup | CompositesWorld

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BionicWalker

Entwicklung einer neuartigen prothetischen Versorgung für teilfußamputierte Patienten mit Carbonfederelement für die Aufnahme, Speicherung und Abgabe von Bewegungsenergie

Das Projekt „Bionic Walker“ ist ein durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand gefördertes Kooperationsprojekt zur Entwicklung und Erforschung einer neuen prothetischen Versorgung für Patienten mit Teilfußamputationen. Zu dem Projektkonsortium gehören die REHA-OT Lüneburg Melchior & Fittkau GmbH aus Lüneburg, die Zeisberg Carbon GmbH aus Hannover, die OK Gummiwerk Otto Körting GmbH aus Hameln, das Institut für Orthopädische Bewegungsdiagnostik (OrthoGO) aus Hannover sowie die der Forschergruppe HPCFK angehörigen Institute Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig und Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der TU Clausthal. Administrativ wird das Projektkonsortium durch die Wirtschaftsförderungs-GmbH für Stadt und Landkreis Lüneburg unterstützt.

Die Aufgabe der, neuen prothetischen Versorgung besteht in der Wiederherstellung einer normalen, dynamischen und symmetrischen Gangabwicklung für Patienten nach Teilfußamputationen, um Folgebeschwerden durch Gangveränderungen zu vermeiden und ihnen zu ermöglichen, schneller in den gesellschaftlichen und beruflichen Alltag zurückzukehren. Erreicht wird die wesentliche Funktion des Produkts durch ein spezielles Federelement aus carbonfaserverstärktem Kunststoff, das die Charakteristik der nicht mehr vorhandenen anatomischen Strukturen nachbildet. Genau wie bei einem gesunden Bewegungsapparat wird ein Teil der kinetischen Energie beim Auftreten während des Gehens als potenzielle Energie in dem Federelement gespeichert. Beim erneuten Abheben des Fußes dient die komprimierte Feder der Unterstützung des Patienten und verringert den erforderlichen Kraftaufwand.

Ausgehend von einer ganganalytischen Ermittlung der medizinischen Anforderungen findet innerhalb des Kooperationsprojekts die komplette Entwicklung, Fertigung und Zusammenführung aller Komponenten zu einem Demonstrator statt. Dessen Funktionsfähigkeit und Wirkung wird über statische und zyklische Versuche in einer Prüfmaschine, über mehrachsige Versuche mit einem Industrieroboter sowie realitätsnahe Versuche im Ganglabor nachgewiesen.

Laufzeit: 2021 – 2023

Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)