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Teilprojekt: Entwicklung des Schneidwerks

Description: Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung des Schneidwerks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schmidt & Heinzmann GmbH & Co. KG durchgeführt. Ressourcenschonung und Energieeffizienz sind Schlagworte, die gerade beim Thema Leichtbau oft diskutiert werden. Senkt man z. B. die Fahrzeugmasse eines PKW um 100 Kilogramm, nimmt der Kraftstoffverbrauch - je nach Fahrzyklus, Messmethode oder Quelle - um etwa 0,1 bis 0,6 Liter je 100 Kilometer Fahrstrecke ab. Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) bieten in diesem Zusammenhang eine Vielzahl von Vorteilen, u. a. exzellente Leichtbaueigenschaften durch die sehr hohen gewichtsspezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten und das sehr gute Dämpfungsverhalten. Darüber hinaus tragen FVK durch Reduzierung der Masse im Flugzeug- oder Fahrzeugbau dazu bei, wertvolle Ressourcen einzusparen und somit gesetzliche Auflagen zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes zu erfüllen. Thermoplastisch faserverstärkte Kunststoffe (TP-FVK) bieten gegenüber duroplastischen Werkstoffen den Vorteil, dass Sie werkstofflich wiederverwendbar sind. Weitere Vorteile sind kurze Zykluszeiten bei der Verarbeitung, unbegrenzte Lagerfähigkeit und einfaches Fügen durch Schweißen oder Umspritzen. Die Herstellung von Bauteilen aus TP-FVK wird i.d.R. durch die Umformung vorimprägnierter ebener Halbzeuge (s. g. Organobleche) realisiert. Die Organobleche werden über ihre Schmelzetemperatur erwärmt und anschließend umgeformt. Der Umformgrad ist aber durch die Grenzen der Drapierbarkeit der Verstärkungshalbzeuge (meist Gewebe) beschränkt. Außerdem ist die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Faserorientierungen aus Organoblechen relativ aufwendig und teils mit hohem Verschnitt verbunden. Aus diesem Grund wird in diesem Projekt eine alternative, wirtschaftliche Fertigung von TP-FVK-Bauteilen entwickelt. Ein Lösungsansatz ist die direkte Herstellung dreidimensionaler endkonturnaher Preforms im 3D-Faserspritzprozess. Dabei können Faserorientierung, Faserlänge und Dicke lokal eingestellt werden. Die Ausgangsmaterialien liegen vorwiegend als Hybridgarn - einem endlosen Roving aus Verstärkungs- und Matrixfasern - vor und werden in ein Schneidwerk eingezogen. Der Roving wird hier auf eine definierte Faserlänge geschnitten, im Luftstrom der Faserleiteinheit ausgerichtet und auf eine endkonturnahe, luftdurchlässige Ablageform gespritzt. Ein Vakuum fixiert die Fasern in ihrer Position. Eine kurze Erwärmung durch Heißluft lässt die Matrixfasern anschmelzen. Dadurch entsteht ein handhabbarer Preform. Die Führung der Ablageform durch einen 6-Achs-Roboter ermöglicht die flexible Fertigung dreidimensionaler Preforms. Die Konsolidierung erfolgt in einem Pressprozess mit einem variotherm beheizten Werkzeug. Eine Umformung im Werkzeug findet nicht statt, weshalb die eingestellte Faserorientierung bestehen bleibt. Leichtbauteile aus TP-FVK lassen sich also in zwei Prozessschritten herstellen: 3D-Preforming und Bauteilkonsolidierung. Halbzeugherstellung, Zuschnitt und Drapierung von Geweben/Gelegen entfallen.

Types:

SupportProgram

Origin: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Faser-Kunststoff-Verbund ? Thermoplast ? Kraftstoff ? CO2-Emission ? Werkstoff ? Kraftstoffverbrauch ? Fahrzeugindustrie ? Material ? Fahrzeugbau ? Fahrzyklus ? Vakuumtechnik ? CO2-Minderung ? Leichtbau ? Automatisierung ? Energieeinsparung ? Messverfahren ? Produktionstechnik ? Werkstoffkunde ? Werkzeugmaschine ? Schmelzen ? Materialeffizienz ? Energieeffizienz ? Bauelement ? Faser ? Ressourcenschonung ? Recyclingfähigkeit ? Brennstoffeinsparung ? Gewichtsminderung ? Kunststoffverarbeitung ? Presse [Maschine] ? Temperaturerhöhung ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

Time ranges: 2011-10-01 - 2014-12-31

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Status

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