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Arbeitsgruppe Komplexe Strukturkomponenten

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Dr. Axel SpickenheuerArbeitsgruppenleiter
Dr. Annette BreierLeiterin Biomedizinische Textilien
Dr. Lars BittrichWissenschaftlicher Mitarbeiter
Dr. Cindy ElschnerWissenschaftliche Mitarbeiterin
Dr. Kai UhligWissenschaftlicher Mitarbeiter 
Judith HahnDoktorandin
Emanuel RichterDoktorand
Simon KonzeDoktorand
Nicole SchneiderTechnische Mitarbeiterin 
Dr. José Humberto Santos Almeida JúniorPost Doc, Humboldt Stipendiat, Brasilien 
Kyoichi SugaharaGaststudent, Japan

Maßgefertigte Gestaltung komplexer Faserverbundstrukturen

Um Faseranordnungen umsetzen zu können, die den berechneten Anforderungen bezüglich der Richtung und Anhäufung von Fasern entsprechen, haben wir die Tailored Fibre Placement (TFP)-Technologie, numerische Designmethoden und prozessorientierte Software für komplexe Faserverbundbauteile entwickelt.

TFP-Prinzip

Die Verstärkungsstruktur wird durch das Aufnähen einzelner Rovings auf dem Basismaterial erzeugt.  Das Grundmaterial kann eine textile Flächenstruktur (Glasgewebe, Carbongewebe, Multiaxialgelege) oder für thermoplastische Verstärkungsstrukturen ein vernähfähiges Folienmaterial sein. Die Verstärkungsstrukturen werden durch die Bewegung des Grundmaterials mit Hilfe einer CNC-Steuerung und der gleichzeitigen Fixierung des Rovings mit Hilfe des Nähkopfes gefertigt. Um eine hohe Effektivität zu erhalten, können Verstärkungsstrukturen mit bis zu 1000 Stichen pro Minute hergestellt werden. mehr

Arbeitsschwerpunkte

  • Entwicklung neuartiger Methoden zur Auslegung und Optimierung variabelaxialer Faser-Kunststoff-Verbunde
  • Optimierung variabelaxialer FKV-Bauteile für Festigkeits- und Steifigkeitsfragestellungen
  • Herstellung beanspruchungsgerechter Preformen mit Hilfe der Tailored Fiber Placement (TFP)-Technologie
  • Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen auf Basis thermoplastischer oder duromerer Matrixmaterialien

Projekte

Aktuell laufende Projekte:

  • AIF Cornet "TailComp"
  • ZIM "FlexOr"
  • AIF IGF "LoVarMed"
  • ZIM "Hotflex"

Beendete Projekte:

  • ZIM "Holz-FKV-Verbund"
  • DFG "OptiTex"
  • ZIM "WintFlap"
  • BMBF "highSTICK+"
  • ZIM "10k-Tool"
  • EU "EMBROIDERY"
  • ZIM "Development of a highly centrifugal force loaded rotor"
  • AIF "Kleinquerschnitte" (Small cross-sections)
  • BMBF "EMIR"
  • BMBF "BIOTEX"
  • DFG priority program 1123 (''Schüttgutbecher'')

Beispiel Anwendungen: Preforms, Bauteile und textile Implantate

(zum Vergrößern anklicken)

 

Ausstattung

Faserverbundherstellung

  • TFP-Fadenlegeanlage (Tajima): 2 Köpfe, Bearbeitungsfläche: 1700 mm x 1500 mm (für ein Preform-Muster komplett nutzbar)
  • TFP-Fadenlegeanlage (Tajima): 1 Kopf, Bearbeitungsfläche: 500 mm x 500 mm
  • Vakuuminfusionstechnik  (Öfen, Pumpen, Pressen)
  • RTM-Injektionsanlage (Fa. Wolfangel)
  • RTM-Plattenwerkzeug für ebene Probenplatten (350 mm x 350 mm)

Software

  • FEA-Software: ANSYS
  • FEA-Pre-/Postprozessor für variabelaxiale Composite-Bauteile: AOPS (Eigenentwicklung)
  • CAD-Software: SolidWorks, Inventor, AutoCAD
  • Punch-Software: EDOpath (Eigenentwicklung), BasePack
  • Software zur Topologie-, Form und Sickenoptimierung: TOSCA Structure, ANSYS

Ausgründungen aus dem IPF Dresden

Hightex Verstärkungsstrukturen GmbH
www.hightex-dresden.de

Die Hightex Verstärkungsstrukturen GmbH wurde 1998 als erstes Unternehmen aus dem IPF ausgegründet. Das Unternehmen entwickelt und fertigt maßgeschneiderte bzw. beanspruchungsgerechte Verstärkungsstrukturen mittels TFP- bzw. Bindertechnologie für sehr leichte, hochsteife bzw. -feste Faserverbundbauteile.

Qpoint Composite GmbH
www.qpoint-composite.de

Die Firma Qpoint Composite GmbH wurde 2009 ausgegründet. Sie ist spezialisiert auf die Integration der Kohlenstofffaserheizelemente in Faserverbundstrukturen. Die sich daraus ergebende Anwendungsbreite spiegelt sich in Produktpalette der  Qpoint GmbH wieder, die von Enteisungsstrukturen bis hin zu innovativen Fertigungsmitteln für neuartige, beheizbare formgebende Werkzeuge reicht.

Complex Fiber Structures GmbH
www.complex-fiber-structures.com 

Die Firma Complex Fiber Structures GmbH beschäftigt sich seit März 2013 mit der Entwicklung softwaretechnischer Lösungen zur Simulation und Prozessoptimierung variabelaxialer Faser-Kunststoffverbunde, wie sie beispielsweise mit der Tailored Fibre Placement Technologie hergestellt werden können.