HPCFK stellt auf dem 23. Int. Dresdner Leichtbausymposium aus

Vom 27. bis 28. Juni 2019 fand in Dresden das 23. Leichtbausymposium statt. Alexander Herwig stellte in einem Vortrag “Konzepte zur Lasteinleitung in Faserverbundstrukturen für Hochleistungsanwendungen” vor. Darüber hinaus präsentierte unsere Forschungskooperation den aktuellen Forschungsstand unseres Multilayer-Inserts auf dem Gemeinschaftsstand des SPP 1712

Weitere Impressionen zum Dresdner Leichtbausymposium finden Sie auf unserem Twitter-Account.

Neues Youtube-Video: Pneumatisch aktuiertes Festkörpergelenk in Multi-Matrix-Bauweise

Der Material-Mix des Aktuators basiert auf einem Ansatz, der in unserem kürzlich erfolgreich abgeschossenen Projekt Multi-Matrix-Prepreg verfolgt wurde: Durch die gezielte Wahl unterschiedlicher Matrixwerkstoffe (Duroplast und Elastomer) und deren Anteile lassen sich für faserverstärkte Bauteile die Eigenschaften wie Impact-Resistenz, Rissfortschrittswiderstand, Schweißbarkeit, Steifigkeiten und Festigkeiten lokal beeinflussen.

Das aktuierte Festkörpergelenk macht sich diesen Ansatz zunutze, indem es eine durchgehende duroplastische Kohlenstofffaserstruktur aufweist, die im Zentrum durch den lokalen Einsatz einer Elastomermatrix unterbrochen wird. Dadurch wirkt dieser Bereich biegeelastisch. Mit Hilfe der strukturinhärenten Aktuierung durch fluidgefüllte Druckkammern lässt sich die Struktur gezielt knicken.

Einen Eindruck des Festkörpergelenks in Aktion vermittelt unser neustes Youtube-Video. Wir danken der Volkswagenstiftung für die Förderung des Vorhabens Multi-Matrix-Prepreg.

David Christian Berg promoviert mit Auszeichnung

Am 11.02.2019 verteidigte David Christian Berg, ehemaliger Mitarbeiter unserer Forschergruppe, erfolgreich seine Dissertation mit dem Titel “An Innovative Approach for Simultaneous Measurement of Cure Shrinkage and Thermal Expansion of Reactive Liquids”. Herr Berg entwickelte im Rahmen seiner Promotion ein Messsystem, das es ermöglicht, die aushärtungsbedingte Schwindung von reaktiven Flüssigkeiten bei gleichzeitiger Messung der Wärmeausdehnung zu erfassen.

Wir gratulieren ganz herzlich zu diesem Erfolg!

Intrinsische Hybridverbunde – Arbeitskreistreffen des SPP1712 in Saarbrücken

Am 15. und 16. Januar fand auf Einladung von Prof. Fleischer und Prof. Herrmann in Saarbrücken am Fraunhofer IZFP / Lehrstuhl für Leichtbausysteme ein Treffen der Arbeitskreise Demonstrator und Produktionstechnologien sowie Bauteilnahe Beanspruchung und Gestaltungsrichtlinien des Schwerpunktprogramm 1712 statt. Aus den Arbeiten im Projekt Multilayer-Insert haben wir über eine neue Methode zur Charakterisierung von Grenzschichten in Hybridverbunden unter statischen und dynamischen Scherlasten berichtet. Dazu wird es zukünftig ein Scherwerkzeug geben, das in konventionellen Zug-/Druck-Prüfmaschinen einsetzbar ist. Erkenntnisse zum Grenzschichtverhalten unter thermomechanischer Belastung wurden diskutiert und der positive Einfluss von Epoxid-Dünnfilm-Zwischenschichten in Verbindung mit angepassten Aushärteprofilen aufgezeigt. Da in der aktuellen Förderphase des Projekts auch Krafteinleitungen in gekrümmte Oberflächen betrachtet werden, wurden erste Ergebnisse zum Anhaftungsverhalten von Metalleinlegern auf unterschiedlichen Bauteiloberflächen gezeigt. Ein Ausblick wurde in die Entwicklung eines neuen Schneidsystems für Automated Fiber Placement Systeme gegeben. Dieses wird durch einen variabel einstellbaren Schnittwinkel automatisierte Legesysteme dazu befähigen, die Konturen von CFK-Laminaten endkonturnah auszuführen, so dass nahezu keine Nachbehandlung mehr erforderlich sein wird. Für die Multilayer-Inserts bietet sich dadurch der Vorteil, dass die Einlegergeometrien deutlich näher an ein belastungs- und materialgerechteres Design angenähert werden können.

Kevin Engel verteidigt Dissertation erfolgreich

Am 17.12.2018 hat Kevin Engel, ehemaliger Mitarbeiter der Forschergruppe HPCFK, die Prüfung zum Dr.-Ing. bestanden.

Im Rahmen seiner wissenschaftlichen Tätigkeit beschäftigte er sich vorwiegend mit der Analyse des Einflusses von Fertigungsfehlern in Faserkunststoffverbunden und entwickelte Strategien, diese bereits in die Bauteilauslegung miteinzubeziehen. Die Dissertation trägt den Titel „Berücksichtigung prozessinduzierter Effekte in der Auslegung von Faser-Kunststoff-Verbunden“.

Wir gratulieren herzlich zu diesem Erfolg!

Schüler-Ingenieur-Akademie besucht Team HP CFK

Schülerinnen und Schüler der 12. Jahrgangsstufe an der Jobelmann-Schule besuchten uns am vergangenen Mittwoch im Rahmen der Schüler-Ingenieur-Akademie.

Die Schüler-Ingenieur-Akademie richtet sich an natur- und ingenieurwissenschaftlich interessierte Schülerinnen und Schüler und eröffnet ihnen sinnvolle und progressive berufliche Perspektiven in Wirtschaft und Forschung. Das dreisemestrige Programm startet mit einem Besuch bei den externen Partnern aus Wirtschaft und Forschung. Hier werden ihnen Themen für mögliche Facharbeitsaufgabenstellungen präsentiert, auf die sich die Schülerinnen und Schüler bewerben. Im zweiten Semester erfolgt die Bearbeitung des Facharbeitsthemas mit Unterstützung der kooperierenden Partner, an die sich im dritten Semester eine diskursive Präsentation der erzielten Ergebnisse anschließt. Die besten Resultate werden mit dem Peter-Rehder-Preis ausgezeichnet.

Das Team HP CFK beteiligt sich als Partner an dieser Akademie und bereichert das Themenportfolio um fünf Aufgabenstellungen, darunter der Entwurf von Steuerungsalgorithmen für parallelkinematische Aktuatoren in Matlab, Charakterisierung und Modellierung von pneumatischen Elastomeraktoren, Entwurf und Auslegung von Temperaturregelstrecken zur Aktivierung von thermoplastischen Textilbindern, Bildverarbeitungsalgorithmen zur Erkennung von Scherwinkeln in einer Textilscheranlage sowie die Charakterisierung von Metall-CFK-Hybridstrukturen.

#CARBON-KITEBOARD #Worldtour #ECCM

Kurz nach Fertigstellung des im Automated-Fiber-Placement hergestellten Kiteboards wurde es bereits vom 24. bis 28. Juni 2018 auf der 18. European Conference on Composite Materials (ECCM) in Athen am Messestand der Firma GOM GmbH (www.GOM.com) aus Braunschweig ausgestellt. Die optischen 3D-Messsysteme von GOM werden in der Forschergruppe für verschiedenste Messaufgaben eingesetzt und liefern präzise Geometrie- oder Verformungsdaten.

Das Carbon-Kiteboard wird zur Demonstration der im Projekt „Multilayer-Inserts“ entwickelten CFK-Metall-Hybrid Krafteinleitungselemente für Sandwichstrukturen eingesetzt und auf künftigen Veranstaltungen der Forschergruppe zu sehen sein.

Niedersachsen fördert Leichtbauforschung

3,5 Millionen Euro für Innovationsverbund „JoinTHIS“

Mit 3,5 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und vom Land Niedersachsen erhalten die Leibniz Universität Hannover, die TU Clausthal und die TU Braunschweig Fördermittel für ein interdisziplinäres Forschungsvorhaben zum Thema Leichtbau mit kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Ziel des Vorhabens “JoinTHIS” ist es, neue Fertigungsverfahren für die Herstellung von Flugzeug-Strukturkomponenten aus thermoplastischen, faserverstärkten Kunststoffen zu erforschen. Das Forschungsprojekt startet im Herbst dieses Jahres.

“Der Leichtbau ist eine Schlüsseltechnologie, um die Herausforderungen einer nachhaltigen Mobilitätsstrategie zu bewältigen. So können wir den Wissensvorsprung, den wir in den vergangenen Jahren in Stade erlangt haben, weiter ausbauen. Das ist ein Gewinn für die Region und den Forschungsstandort Niedersachsen”, sagt der Niedersächsische Minister für Wissenschaft und Kultur Björn Thümler.

Wissenschaftler der drei niedersächsischen Universitäten arbeiten bereits seit Gründung des Forschungsverbundes “Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen” (HP CFK) im Jahr 2011 am gemeinsamen Standort im CFK Valley in Stade zusammen. Die Forschergruppe um Geschäftsführer Dr. Carsten Schmidt entwickelt und erforscht innovative Fertigungsmethoden für eine effiziente, automatisierte Herstellung von Bauteilen aus CFK.

Stade ist heute einer der größten europäischen Fertigungsstandorte für CFK-Leichtbaustrukturen. Maßgeblich trägt hierzu der international operierende Airbus Konzern bei.

Hintergrund

Seit einigen Jahren entwickelt sich Stade zu einem führenden Standort für CFK-Forschung: Bereits seit 2004 engagieren sich in dem in Stade gegründeten Kompetenznetzwerk “CFK Valley” mehr als 100 nationale und internationale Unternehmen der Branche, die auch industrielle, anwendungsbezogene Forschung betreiben. Mittelpunkt der CFK-Forschungsbemühungen ist das “CFK-Nord”, ein hochmodernes Forschungszentrum, in dem neben der Forschungskooperation HP CFK ebenfalls das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Fraunhofer-Gesellschaft aktiv sind.

“Um den aktuellen Herausforderungen in der Luftfahrtindustrie zu begegnen, brauchen wir neue Fertigungsmethoden und Bauweisen, die aufeinander und auf die besonderen Eigenschaften des Faserkunststoffverbundwerkstoffs optimal abgestimmt sind”, sagt Professor Berend Denkena von der Leibniz Universität als Koordinator und Verbundsprecher des Projektes. Die Stückzahlen in der CFK-Teilefertigung für neue Flugzeuggenerationen steigen rasant an und erfordern neue Lösungen. Mit konventionellen Verfahren und Bauweisen seien diese Herausforderungen nur begrenzt zu bewältigen. Denkena: “Mit der interdisziplinären Forschung, die wir in Stade gemeinsam mit den Kollegen aus Braunschweig und Clausthal betreiben, arbeiten wir an Lösungen für die hochproduktive Teilefertigung von morgen.”

Vor diesem Hintergrund hebt Professor Dieter Meiners, Leiter des Instituts für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik an der Technischen Universität Clausthal, die Vorteile der im Forschungsvorhaben betrachteten thermoplastischen Faserverbunde für Flugzeugstrukturen hervor: “Beim Einsatz dieser Werkstoffe entfällt im Gegensatz zu den heutzutage überwiegend eingesetzten duroplastischen Materialien der zeit- und kostenintensive Schritt der Aushärtung. Zudem lassen sich Bauteile durch Schweißen zusammenfügen, wodurch stark verkürzte Montagezeiten realisierbar sind. Außerdem können Bauteile aus Thermoplast nach Ende eines Flugzeuglebens sinnvoll recycelt werden.”

“Eine werkstoffliche Umorientierung im Flugzeugbau ist immer auch mit tiefgreifenden Veränderungen verbunden, die bereits in der Strukturauslegung Berücksichtigung finden müssen. In der Vergangenheit konnte man dies z.B. bei der 350XWB-Flugzeugfamilie von Airbus beobachten, bei der große Teile der metallischen Strukturen durch CFK mit duromerer Matrix ersetzt wurden. Einen wissenschaftlichen Beitrag zur notwendigen Strukturanpassung an thermoplastischen CFK zu leisten ist daher ein weiterer zentraler Schwerpunkt des Projekts JoinTHIS”, so Professor Peter Horst, Leiter des Instituts für Flugzeugbau und Leichtbau.

CFK-Valley Innovation Award 2018 – 2. Platz verliehen für Multilayer-Inserts

Am 12. Juni verlieh die Hansestadt Stade und der CFK Valley e.V. im Rahmen der CFK Valley Convention den Innovationspreis an das Projektteam „Multilayer-Inserts“ der niedersächsischen Forschungskooperation HP CFK. Nach dem AVK Innovation Award 2017 ist dies jetzt die zweite Auszeichnung für das Forscherteam im DFG Schwerpunktprogramm 1712! Gegenstand ihrer Forschung ist ein hybrides Krafteinleitungselement für Faserverbundstrukturen, das aus einer Vielzahl dünner Metallfolien besteht, die in den Lagenaufbau integriert eine faserverbundgerechte Schnittstelle zur Krafteinleitung bilden.