Lastorientierte additive Fertigung von optimierten Faserverbundbauteilen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thorsten Schüppstuhl
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550194375

Durch die hohe erreichbare Steifigkeit und Festigkeit bei geringem Gewicht stellt kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) ein attraktives Material für den Leichtbau dar. Klassische Fertigungsverfahren wie das Handlaminieren, Wickeln oder Tapelegen sind in ihrer Anwendbarkeit bei komplexen geometrischen Strukturen, wie sie beispielsweise eine Strukturoptimierung zum Resultat hat, häufig begrenzt. Die additive Fertigung von CFK mittels Fused Deposition Modeling bietet die Möglichkeit, einzelne Faserstränge in Lastrichtung zu platzieren, um die Effektivität des Materialeinsatzes zu erhöhen. Des Weiteren ermöglicht die additive Fertigung beschleunigte Entwicklungsprozesse und die wirtschaftliche Produktion von Kleinstserien. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, diese Beschränkung durch nichtplanaren Druck an Maschinen mit mehr Freiheitsgraden aufzuheben. Dazu soll ein Fertigungsverfahren zur additiven Fertigung von CFK-Bauteilen entwickelt werden, mit dem erstmalig volumetrische Körper aus nichtplanaren Schichten unter Berücksichtigung von Lastfallanalysen hochautomatisiert hergestellt werden können. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Slicing- und Bahnplanungssoftware und der dafür notwendigen Untersuchung des Fertigungsprozesses.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen