Mehrstufige Herstellung textiler Preforms
Final Report Abstract
Im Teilprojekt „mehrstufiges Preforming“ (TP 2) wurden Technologien für die hochproduktive Herstellung verschiedener Preformgeometrien entwickelt und untersucht. Als beispielhafte Preformgeometrien wurden hierbei die innerhalb der Forschergruppe definierten ebenen Platten mit Dickensprung, metallischem Krafteinleitungselement, Durchbruch und Versteifungsstruktur herangezogen. Für jede der genannten Preformgeometrien wurden Prozessketten entwickelt, bewertet und am ITA-Preformcenter in die praktische Umsetzung überführt. Die hierbei zum Einsatz kommenden Technologien für die Prozessschritte Zuschnitt, Handhabung und Fügen wurden teils neu- und teils weiterentwickelt und in das ITA-Preformcenter integriert. Die Prozessketten wurden auf Grundlage der in der ersten Förderperiode entwickelten 4-Stufen-Methodik gestaltet und mit der zugehörigen Software EcoPreform hinsichtlich Stückkosten und Zykluszeiten bewertet. Darüber hinaus wurde in der zweiten Förderperiode für die 4-Stufen Methodik die unterstützende Software TechnoPreform entwickelt, die eine rechnergestützte Auswahl von Prozessmodulen, Prozessschritten und Technologien ermöglicht. Beispielsweise wurden für eine ebene Platte mit Versteifungsstruktur und metallischem Krafteinleitungselement vier verschiedene Prozessketten entwickelt und bewertet. Hierbei wurde sowohl eine rein manuelle Herstellung, als auch automatisierte Lösungen mit ein bzw. zwei Robotern sowie die Nutzung in TP 1 hergestellter Tailored-NCF betrachtet. Die wirtschaftliche Bewertung der Prozessketten ergab, dass die automatisierte Verarbeitung von Multiaxialgelegen hinsichtlich Stückkosten und Zykluszeiten deutliche Vorteile gegenüber der manuellen Fertigung aufweist. Eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit konnte durch die Verarbeitung von Tailored NCF aus TP 1 in einem automatisierten Prozess realisiert werden. Die maximale angestrebte Zykluszeit von 10 min konnte für den Preform mit Dickensprung und Durchbruch deutlich unterschritten werden (2,25 min), für den Preform mit Versteifungsstruktur und metallischem Krafteinleitungselement wurde die Zeit nur gering (um 0,27 min) überschritten.
Publications
- New technologies for the mass production of near-net-shape textile preforms, Faserverbundwerkstoffe: Technologie und Anwendung; 16. Nationales Symposium SAMPE Deutschland e.V., Clausthal-Zellerfeld, Februar 2010
Schnabel, A.; Greb, C.; Klingele, J.
- Novel technologies for future composite production. AUTEX 2010 : 10th World Textile Conference, 21-23 June 2010, Vilnius, Lithuania. AUTEX: Kaunas University of Technology, Faculty of Design and Technologies, Department of Textile Technology, 2010
Greb, C.; Schnabel, A.; Gries, T.
- Technologies for series production of near-netshape textile preforms. World Journal of Engineering 7 (2010), H. 1, S. 67-74
Gries, T.; Grundmann, T.; Greb, C.; Kruse, F.; Stüve, J.
- Cost efficient preform production for complex FRP-structures. Bailey, V.P.; Griffiths, B.; Leslie, J.C.; Beckwith, S.W. (Eds.): SAMPE 2011 Conference &Exhibition: State of the Industry; Advanced Materials Applications, and Processing Technology, Long Beach, CA, USA, May 2011
Greb, C.; Schnabel, A.; Kruse, F.; Linke, M.; Gries, T.
- High-performance fibers for structural warp-knitting and sewing of reinforcement textiles. Bailey, V.P.; Griffiths, B.; Leslie, J.C.; Beckwith, S.W. (Eds.): SAMPE 2011 Conference & Exhibition : State of the Industry ; Advanced Materials Applications, and Processing Technology, Long Beach, CA, USA, May 2011
Schnabel, A.; Greb, C.; Linke, M.; Gries, T.
- Neuartige Technologie und Prozesskette für die Großserienfertigung textiler Preforms, SAMPE Deutschland e.V. (Hrsg.). 17. Nationales Symposium SAMPE Deutschland e.V.: Faserverbundwerkstoffe - Hochleistung und Großserie. - Aachen: Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen University, Februar 2011
Greb, C.; Schnabel, A.; Linke, M.; Gries, T.
- Automating textile preforming technology for mass production of fibre-reinforced polymer (FRP) composites, In: Shishoo, Roshan L. (Ed.): The global textile and clothing industry: technological advances and future challenges. - Oxford [u.a.]: Woodhead, 2012, S. 171-195
Linke, M.; Greb, C.; Klingele, J.; Schnabel, A.; Gries, T.
(See online at https://doi.org/10.1533/9780857095626.171) - Economic potential of single- and multi-step preforming for large production of composite structures, SPE Automotive Composites Conference and Exhibition (ACCE), 12, September 2012, Troy, MI, USA
Greb, C.; Schnabel, A.; Michaelis, D.; Gries, T.
- Evaluation of novel preforming technologies for large-scale composite production, In: Beckwith, Scott W.; Maher, M.; Newaz, Golam M.; Reyes-Villanueva, G. (Eds.): Emerging Opportunities: Materials and Process Solutions: Sampe 2012 Conference & Exhibition, Baltimore, Maryland, May 2012
Greb, C.; Schnabel, A.; Haring, J.; Gries, T.
