Flexible Prozessketten für thermoplastische integral gefertigte FKV-Bauteile mit komplexer Geometrie

Konsequenter Leichtbau im Multi-Material-Design ist – neben der Weiterentwicklung der Batterietechnik – ein wichtiger Erfolgsfaktor für die umfassende Einführung der Elektromobilität. Für die breite Umsetzung der dazu notwendigen Technologien besteht jedoch noch hoher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, damit diese den Anforderungen hinsichtlich akzeptabler Fertigungs- und Materialkosten, Bauteilqualität und nicht zuletzt Nachhaltigkeit gerecht werden und auf diese Weise zur Sicherung eines umweltverträglichen Individualverkehrs beitragen können.

Motivation

Thermoplastische Faserkunststoffverbunde bieten aufgrund ihres Eigenschaftsprofils ein hohes Potential zur Reduzierung des Gewichts von Elektrofahrzeugen. Dieses Potential soll im Projekt 3DProCar durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Vertreter aus Industrie und Forschung in der Entwicklung flexibler und vollautomatisierter Prozessketten zur Fertigung von FKV-Bauteilen mit komplexer Geometrie nutzbar gemacht werden. Ziel ist dabei die textiltechnische Entwicklung anforderungsgerechter, hybrider und integral gefertigter 2D- und 3D-Verstärkungsstrukturen, die im Anschluss einer Thermopresse zugeführt und zu einem Bauteil konsolidiert werden. In Vorbereitung dazu werden alle Fertigungsabläufe und Prozessschritte modelliert und durchgängig simuliert sowie im Ergebnis des Projekts die Resultate aus Simulation und experimenteller Erprobung anhand einer Prozesskette zur Fertigung einer Autotür als Demonstrator umgesetzt.

Lösungshypothese

Durch die Verarbeitung integraler, gewebter Verstärkungsstrukturen aus neuartigen Hybridgarnen in einer voll automatisierten, flexiblen Prozesskette mit materialangepasster Handhabung und Konsolidierung können Fertigungszeiten und Kosten für thermoplastische FKV-Bauteile erheblich reduziert werden.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenkonzept „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ (Förderkennzeichen 02P14Z020 – 02P14Z030) und mit Mitteln aus dem Energie- und Klimafonds gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.
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