Additive Fertigungsverfahren erfreuen sich einer großen Beliebtheit, insbesondere zur Herstellung von Einzelteilen und Kleinserien. Wir berichten in der aktuellen Ausgabe der VDI-Z (06-2018) über die Chancen dreidimensional faserverstärkter Kunststoffbauteile, die im Fused Deposition Modelling hergestellt werden.
Am 5. Juni fand das erste Industriekolloquium in der zweiten Förderphase des DFG-Schwerpunktprograms 1712 „Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbaustrukturen“ in Dortmund statt. Das Projekt Multilayer-Insert stellte am gastgebenden Lehrstuhl für Kunststofftechnologie (LKT) den gegenwärtigen Projektstand zur Krafteinleitung in dünnwandige Faserkunststoffverbund-Strukturen vor. Dazu zählten Erkenntnisse aus der Methodenentwicklung zur Charakterisierung von Grenzschichteigenschaften und zum Abbau thermischer Eigenspannungen durch veränderte Prozessführung im Autoklaven und zusätzliche, verformungsmindernde Zwischenschichten. In mehrskaligen Simulationen wurde der Störeinfluss von hybridisierten Strukturbereichen innerhalb von Faserverbundbauteilen dargestellt und der Einfluss geometrischer Merkmale der Inserts sowie der Anbindungsfläche zwischen FKV und Metall betrachtet.
Am Beispiel des Automated-Fiber-Placement wurden die Integrationsmöglichkeiten der neuen Technologie veranschaulicht und die gegenwärtigen produktionstechnischen Herausforderungen, die insbesondere in der prozessparallelen Ablage der Inserts sowie in der Bereitstellung von Materialausschnitten mit flexiblem Konturverlauf liegen, im Kreise von Wissenschaft und Industrie diskutiert. Am Abend hatten dann alle Teilnehmer die Gelegenheit, sich über die aktuellen Forschungsthemen am LKT im Rahmen eines durch Prof. Stommel geleiteten Versuchfeldrundgangs zu informieren.
Zur Demonstration des Anwendungsspektrums von Automated-Fiber-Placement-Technologien in Verbindung mit hybriden Krafteinletungselementen aus Faserverbund-Metall-Laminaten wurde dieses in Kohlenstofffaser-Verbundtechnologie konzipierte Kiteboard am CFK Nord entwickelt und hergestellt.
Am 12. April hat Klaas Voeltzer die Prüfung zum Dr.-Ing. bestanden.
Die Dissertation trägt den Titel „Online-Prozessüberwachung von Automated Fiber Placement Prozessen auf Basis der Thermografie“. Klaas Voeltzer war seit Oktober 2013 in der Forschergruppe aktiv und hat sich hauptsächlich mit der Überwachung von automatisierten CFK-Legeprozessen beschäftigt und in diesem Zusammenhang Fragestellungen zu den thermischen Eigenschaften fehlerfreier und fehlerbehafteter Faserkunststoffverbund-Laminate diskutiert.
Zu seinen wesentlichen Ergebnissen zählen Algorithmen zur Identifikation und Charakterisierung qualitätsrelevanter Lamninateigenschaften auf Basis der Thermografie, mit deren Hilfe sich heutige Automated Fiber Placement Prozesse online überwachen lassen.
Wir gratulieren herzlich zu diesem Erfolg!
Am 8. März hat Onur Deniz die Prüfung zum Dr.-Ing. bestanden. Damit ist er der erste wissenschaftliche Mitarbeiter aus dem Team HP CFK, der seine Doktorarbeit erfolgreich abgeschlossen hat.
Die Dissertation trägt den Titel “Production-Based Multi-Criteria Design Optimisation of Stiffened Composite Fuselage Structures”. Onur Deniz war seit August 2011 in der Forschergruppe aktiv und hat sich hauptsächlich mit der Entwicklung von Flugzeugstrukturkonzepten aus Faserkunststoffverbunden beschäftigt und in diesem Zusammenhang Fragestellungen zur fertigungs- und werkstoffgerechten Auslegung unkonventioneller Strukturen diskutiert. Eines seiner wesentlichen Ergebnisse ist eine multidisziplinäre Auslegungsumgebung, die sowohl Fertigungseigenschaften des Automated Fiber Placement als auch von Drapiertechnologien innerhalb der automatisierten Strukturauslegung mit berücksichtigen kann.
Wir gratulieren herzlich zu diesem Erfolg!
Am 18. September verlieh die AVK Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. im Rahmen des International Composites Congress (ICC) in Stuttgart ihren Innovationspreis in der Kategorie Forschung und Wissenschaft an die niedersächsische Forschungskooperation HP CFK, bestehend aus dem Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK), dem Institut für Flugzeugbau und Leichtbau (IFL) sowie dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW). Ausgezeichnet wurde das Team für Ihre Entwicklung des Multilayer-Inserts, eines Krafteinleitungselements für dünnwandige Hochleistungs-CFK-Strukturen. Den Ingenieuren gelang es, den simultanen schichtweisen Aufbau von Laminat und Insert in bestehende Automated-Fiber-Placement Prozesse zu integrieren, indem Faserlagen lokal durch Metalleinleger gleicher Dicke substituiert werden. Im Vergleich zu konventionellen Technologien führt der lokale hybride Anbindungspunkt zu einer minimalen Umlenkung der Fasern und damit zu einer Reduzierung des Störeinflusses.
Damit ist es möglich, reinmetallische Bereiche in Faserverbundstrukturen auszubilden, die eine Lastübertragung über Schub in allen Lagen des Laminats bewirken. Der belastungsoptimierte faser- und leichtbaugerechte Aufbau führt zu einer signifikanten Erhöhung der einleitbaren Lasten in den kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) sowie eine Gewichtsersparnis im Vergleich zu am Markt erhältlichen Technologien. Die Krafteinleitung kann dann z. B. über Schraub- oder aber auch über Schweißverbindungen erfolgen und erlaubt so die lösbare Fügung von z. B. metallischen und faserkunststoffbasierten Bauteilen.
Die grundlegenden Arbeiten für das neue Verfahren wurden innerhalb des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogramms 1712 geschaffen.
Am 29. Juni endete die erste Projektphase des Schwerpunktprogramms 1712 „Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen – Grundlagen der Fertigung, Charakterisierung und Auslegung“ offiziell in einem abschließenden Industriekolloquium. Unter Beteiligung des Industriebeirats präsentierten die Projektpartner aller acht Projekte ihre Ergebnisse am gastegebenden wbk Institut für Produktionstechnik in Karlsruhe. In konstruktiven Diskussionen zwischen Wissenschaft und Praxis wurden wertvolle Anregungen für die Weiterentwicklung der jungen intrinsischen Hybridverbunde gegeben und ein Ausblick für die kommende Förderperiode entwickelt. Ein zentrales Thema dieser Projektphase wird es sein, eine Demonstration der unterschiedlichen Projektergebnisse im Kontext eines Anwendungsszenarios aus dem Automobilbau zu entwickeln.
Am Abend hatten dann alle Teilnehmer die Gelegenheit, sich über die aktuellen Forschungsthemen am wbk im Rahmen eines Versuchfeldrundgangs zu informieren.
Wir freuen uns sehr, dass auch unser Projekt „Multilayer-Inserts“ fester Bestandteil der zweiten Projektphase ist und wünschen allen Partnern bis zum kommenden Arbeitskreistreffen am 12. und 13. Dezember 2017 in Chemnitz ein gutes Gelingen.
Sollte Sie Interesse an Hybridverbunden und einer möglichen Demonstration im Kontext Ihrer Anwendung haben, sprechen sie uns gerne an.
Auf dem Stand der Wissenschaftsallianz der TU Braunschweig und der Leibniz Universität Hannover haben wir vom 24.04.2017 bis zum 28.04.2017 im Rahmen der Hannover Messe, zusammen mit anderen Forschungsprojekten der beiden Universitäten, unser Projekt FlexProCFK präsentiert.
Anhand eines Demonstrators haben wir einem breiten Publikum unsere Projektziele und -inhalte vorgestellt und konnten dabei interessante Gespräche mit viel positivem Feedback führen.
Am 09.02.2017 wurden wir vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur eingeladen unser Projekt FlexProCFK auf einer Veranstaltung im Rahmen der EFRE Richtlinie “Innovation durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen” zu präsentieren. FlexProCFK wurde hierbei als Best Practice Beispiel für den Fördertatbestand “2.2.3 Innovationsverbünde” ausgewählt.
Neben Kurzpräsentationen ausgewählter Projekte aus anderen EFRE Förderbeständen wurde die Veranstaltung durch mehrere Gastbeiträge zum Thema Technologie Transfer aus den Hochschulen in die Wirtschaft abgerundet.
Wir danken dem MWK für die Einladung und für den interessanten Einblick in die komplette EFRE Förderlandschaft.
Die Entwicklung einer Technologie für die effiziente Herstellung komplexer Versteifungsstrukturen im Flugzeugbau: Dies ist das Ziel des Kooperationsprojektes FlexProCFK, an dem Forscher der Universitäten aus Braunschweig, Clausthal und Hannover im Forschungszentrum CFK Nord in Stade arbeiten. Um den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie zu fördern, ist im Rahmen des Vorhabens ein gemeinsamer Workshop durchgeführt worden.
Die Veranstaltung wurde von 14 Unternehmen aus den unterschiedlichsten Bereichen besucht, von Flugzeug- und Bootsbau bis zu Windkraftanlagen- oder Anlagenbau. Alle hatten gemeinsam, dass sie mehr oder weniger direkt mit langfaserverstärkten Kunststoffen arbeiten und dadurch mit ähnlichen Herausforderungen in der Produktion konfrontiert sind. Gleichzeitig kamen mit einer Ausnahme alle Unternehmen aus dem Norden Deutschlands.
Nach drei einleitenden Vorträgen, die Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung in der manuellen Fertigung sowie Lösungen für die automatisierte Fertigung zeigten, trugen die Teilnehmer die Verbesserungspotenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines Bauteils aus ihrer Sicht zusammen. Die Ergebnisse bildeten im Anschluss die Diskussionsgrundlage über die konkreten Anforderungen der Teilnehmer an die im Projekt FlexProCFK entwickelte Technologie. Danach wurden die Gäste über das Gelände des Forschungszentrums geführt und direkt an den Versuchsständen über weitere Forschungsarbeiten am Standort informiert. Die Veranstaltung endete mit dem Vorstellen von Kooperationsmöglichkeiten und einem Ausblick auf den nächsten Industrieworkshop.
Vom umgesetzten Programm konnten beide Seiten profitieren. Die Vertreter aus der Industrie bekamen einen umfassenden Einblick in die Tätigkeiten der Forschergruppe und eine Einführung zu den Möglichkeiten der Kooperation zwischen Industrie und Wissenschaft. Im Gegenzug wurden die Forscher über aktuelle Herausforderungen in der Industrie informiert. Diese Impulse können nun in die laufende Technologieentwicklung sowie in neue Projekte einfließen. Vor dem Hintergrund der Branchenvielfalt der Teilnehmer haben die Beiträge dazu geführt, dass die im Projekt FlexProCFK entwickelte Technologie, die ursprünglich nur für die Fertigung von Versteifungsstrukturen im Flugzeugbau konzipiert war, den Weg in andere Anwendungen finden kann.
