Werkzeugtechnologie zur Großserienherstellung von Hochleistungsfaserverbundstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Brecher
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 33627655

Das Teilprojekt befasst sich mit werkzeugtechnischen Fragestellungen bei der Herstellung von Hochleistungsfaserverbundbauteilen in der Großserie. Im Hinblick auf die Großserientauglichkeit von Herstellungsprozessen hat die Werkzeugtechnologie einen maßgeblichen Einfluss. Bei den bisher eingesetzten Werkzeugen treten zum Beispiel Probleme im Bereich der Temperierung, der Werkzeugkontamination durch Harzreste und der Dichtungen auf. Diese Probleme führen zu langen Zykluszeiten, einem hohen manuellen Aufwand durch Reinigung und Nacharbeit nach jeder einzelnen Bauteilfertigung und führen dazu, dass keine automatisierte Großserienproduktion durchgeführt werden kann.Im Teilprojekt werden Prozesse wie eine schnelle Werkzeugtemperierung, standfeste und adhäsionsminimierte Werkzeugwerkstoffe, reinigungsarme Dichtungstechnologien und integrierte Funktionselemente grundlegend untersucht und transferierbare Basistechnologien abgeleitet.In der ersten Förderperiode wurden bisher sämtliche Kinematiken, welche in den weiteren Teilprojekten, die ein Werkzeug einsetzen, erfasst und ein Prüfstand konzipiert, konstruiert und aufgebaut, der diese Kinematiken abbildet. Auf diesem Prüfstand wurden bereits erste Dichtungen untersucht und charakterisiert. Weiterhin wurde ein Induktionsgenerator für die Realisierung einer induktiven Werkzeugtemperierung ausgewählt, beschafft und in Betrieb genommen. Für diesen Induktionsgenerator wurde weiterhin ein Induktor ausgelegt und gefertigt, sowie erste Vorversuche zur induktiven Temperierung durchgeführt.In der nun beantragten zweiten Förderperiode sollen auf der Grundlage der in der ersten Förderperiode durchgeführten Arbeiten und Ergebnisse weiterführende Untersuchungen bezüglich der Werkzeugtemperierung und der Dichtungstechnologien durchgeführt werden. Neben der induktiven Temperierung werden auch weitere alternative Temperierungen wie Laser-, UV- und IR-Strahlung bei ihrem Einsatz in geschlossenen Werkzeugformen erforscht. Hinzukommend werden Werkzeugwerkstoffe sowie Oberflächenstrukturen und Beschichtungen hinsichtlich ihrer Temperierbarkeit, Standzeit, Wärmeleitfähigkeit, Verschmutzungs- und Reinigungseigenschaften erforscht. Außerdem werden Strategien für in das Werkzeug integrierte Funktionselemente wie Insertfixierungen und Auswerfermechanismen grundlegend analysiert. Weiterführend finden auf der Grundlage der ersten Förderperiode Untersuchungen der Dichtungssysteme statt, welche speziell unter den Gesichtspunkten der Verschmutzung, Reinigung und Standzeit analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 860: Neue Prozessketten für endlosfaserverstärkte Kunststoffbauteile: Integration von Preformen, Imprägnieren, Formen und Vernetzen
• Großgeräte: Induktionsgenerator
• Gerätegruppe: 8420 Spezielle Oefen (Induktions-, Lichtbogenheizung, Vakuumöfen)