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Arbeitsgruppe Komplexe Strukturkomponenten

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 Fiber Placement (TFP)-Technologie, numerische Designmethoden und prozessorientierte Software für komplexe Faserverbundbauteile entwickelt.

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
  • Gestickte medizinische Textilien

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

Beispiel Anwendungen: Preforms, Bauteile und textile Implantate

(zum Vergrößern anklicken)

 

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Dr. Axel SpickenheuerArbeitsgruppenleiter
Dr. Ricardo Bernhardt Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Dr. Lars BittrichWissenschaftlicher Mitarbeiter
Kevin Breuer Doktorand
Dr. Tales de Vargas LisbôaWissenschaftlicher Mitarbeiter
Simon KonzeDoktorand
Moritz KurkowskiDoktorand
Emanuel RichterDoktorand
Nicole SchmidtTechnische Mitarbeiterin
Dr. Kai UhligWissenschaftlicher Mitarbeiter

Ehemalige Mitglieder der Arbeitsgruppe

Dr. José Humberto Santos Almeida JúniorGastwissenschaftler, Brasilien
Fernanda Albrecht VechiettiGastwissenschaftlerin, Brasilien
Dr. Annette BreierWissenschaftliche Mitarbeiterin
Judith HahnWissenschaftliche Mitarbeiterin
Dr. Cindy ElschnerWissenschaftliche Mitarbeiterin


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, ABAQUS
  • FEA-Pre-/Postprozessor für variabelaxiale Composite-Bauteile: EDOstructure
  • CAD-Software: SolidWorks, Inventor, AutoCAD
  • Punch-Software: EDOpath, Pulse, BasePack

Projekte

Aktuell laufende Projekte:

  • DAAD "PROBRAL"
  • DFG "MerVa"
  • DFG Transfer "Kurzfaserorientierung"
  • DFG Transfer "Tiefbohren"
  • FNR "HoBaCo"
  • SAB "NGScope"
  • SMWK "Orbita"
  • ZIM "FlexOr"
  • ZIM "TFPprint"
  • ZIM "ProLaMas"

Vergangene Projekte:

  • AIF Cornet "TailComp"
  • AIF IGF "LoVarMed"
  • AIF "Kleinquerschnitte"
  • BMBF "BIOTEX"
  • BMBF "highSTICK+"
  • BMBF "EMIR"
  • DFG priority program 1123 (''Schüttgutbecher'')
  • DFG "OptiTex"
  • DFG "Kreuzbandersatz"
  • EU "EMBROIDERY"
  • SAB/EFRE "Carbonstickgrund"
  • ZIM "FlexOr"
  • ZIM "Hotflex"
  • ZIM "Holz-FKV-Verbund"
  • ZIM "WintFlap"
  • ZIM "10k-Tool"
  • ZIM "Development of a highly centrifugal force loaded rotor"

 

 

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-Kunststoff-Verbunde, wie sie beispielsweise mit der Tailored Fibre Placement Technologie hergestellt werden können.