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EU-Projekt "EMBROIDERY"

Entwicklung energieffizienter Leichtbau - Faserverbundbauteile und selbstheizender Werkzeuge auf Basis der Tailored Fibre Placement Technologie

Projeklaufzeit

  • Januar 2011 - Dezember 2012

Projektbeschreibung

Im Rahmen des EMBROIDERY Projektvorhabens soll die Entwicklung elektrisch widerstandsbeheizter Schichten für die Integration sowohl in hochsteifen Faser-Verbundstrukturen mit duromeren Matrixsytemen, als auch in flexiblen Elastomermatten vorangetrieben werden. 

Zur Herstellung der Heizstrukturen kommt die Tailored Fibre Placement (TFP) Technologie zum Einsatz.

Daraus ergeben sich folgende Vorteile:

  • Die Entwicklung eines wiederverwendbaren und flexiblen Heizelementes mit Elastomermatrix zur direkten Beheizung der Preform während des Drapier- und des Infusionsprozesses steigert die Produktivität und Qualität.
  • Bei binderbasierten Preformtechnologien und den verschiedenen Technologien der Matrixinfiltration (RTM, VAP, VARI) erlaubt die Integration einer selbstheizenden Laminatschicht nah an der Kavität schnellere Aufheiz- und Abkühlraten und verringert den Energieverbrauch gegenüber vergleichbaren gebräuchlichen Technologien.
  • Durch die mit der TFP-Technologie nahezu unbegrenzt möglichen Freiheitsgrade im Heizelementedesign ist eine vollständig homogene Werkzeug- und Preformtemperatur möglich.

Darüber hinaus bietet die freie Faserführung der TFP-Technologie herausragende Möglichkeiten für die Faserverbundindustrie. Die Faserorientierung einer Faserverbundstruktur kann so an jedem Ort im Bauteil entsprechend an einen zuvor ermittelten Beanspruchungszustand optimal angepasst werden, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Verstärkungsfasern voll ausgeschöpft werden können. In der Praxis kann dieses Potential aber noch nicht vollständig genutzt werden, da für die Simulation entsprechender Strukturen keine kommerzielle Computersoftware verfügbar ist. Daher ist ein zweiter Schwerpunkt des EMBROIDERY-Projektes die Entwicklung einer Software, um das Potential der variabelaxialen Faserverbundstrukturen auszuschöpfen. Abschließend ist hierzu eine Implementierung der Forschungsergebnisse im Rahmen einer kommerziell verfügbaren Software geplant.

Der dritte Forschungsschwerpunkt liegt bei der Automatisierung der Tailored Fibre Placement (TFP) Technologie selbst. TFP wurde mitte der 90er Jahre am IPF Dresden entwickelt und beruht auf der Sticktechnologie, wie sie in der Textilindustrie zum Einsatz kommt. Hierzu wurden bereits vorhandene Stickautomaten hinsichtlich der Ablage und sticktechnischen Fixierung von Verstärkungsrovings auf einem Grundmaterial modifiziert. Der daraus entstandene relativ neue Industriezweig zur Herstellung textiler Verstärkungsstrukturen benötigt aber darüber hinaus weitere Anpassungen hinsichtlich der Prozessführung und technischen Ausrüstung, um hochwertige Faserverbundbauteile herstellen zu können.

Projektleiter

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