Ziele des Forschungsprojekts FuPro sind die Entwicklung und Analyse eines neuartigen großserienfähigen Fertigungsprozesses für Mehrkomponentenstrukturen aus komplexen FKV-Hohlprofilen, Organoblechen und Spritzgießformmasse. Dadurch sollen ein weit über klassische Bauweisen hinausgehendes Maß an Prozess-, Struktur- und Funktionsintegration erreicht und so deutliche Gewichtsreduzierungen sowie erhöhte Gestaltungsfreiheit von Elektrofahrzeugen ermöglicht werden. Im Ergebnis des Projektes sollen die technologischen Voraussetzungen sowie das erforderliche Prozesswissen vorliegen, um diese Technologie kurzfristig in die Anwendung zu überführen. Im Rahmen der Forschungsarbeiten sollen dazu entlang der gesamten Prozesskette substantielle Fortschritte gegenüber dem Stand der Technik erzielt und im Ergebnis ein hinsichtlich Prozesssicherheit, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit zukunftsweisender Fertigungskomplex aufgebaut werden. Die Zielsetzung einer automatisierten Herstellung von faserverstärkten thermoplastischen Hohlstrukturen erfordert einen interdisziplinären Ansatz, der entsprechendes Expertenwissen aus Textiltechnik, Werkzeug- und Automatisierungstechnik sowie Prozesstechnologie einbindet. Durch die zielgerichtete Automatisierung und Verknüpfung von den bisher getrennten Teilprozessen Profilfertigung und Funktionalisierung soll im Sinne des FOREL-Prozessnetzwerks eine großserienfähige automatisierte Fertigung realisiert werden.

Forschungsansatz

Begleitet von Prozesssimulationen werden umfangreiche experimentelle Studien zur Herstellung von Hohlstrukturen aus neu zu entwickelnden Hybridgarnen sowie deren Funktionalisierung mittels Spritzgießen durchgeführt. Resultierend aus diesen Untersuchungen sollen eine automatisierte Preforminganlage und eine Konsolidierstation mit einer hocheffizienten Temperierung entstehen. Weiterhin sollen verschiedene Strategien zur Stabilisierung der Hohlprofile während des Umspritzens erprobt und Methoden zur Verbesserung der Anbindung von Spritzgießmasse, Hohlprofil und Organoblech untersucht werden. Die Erkenntnisse sollen zusammen mit der Preforming- und Konsolidierstation in einer automatisierten Gesamtanlage umgesetzt werden. Zur Bewertung der FuPro-Technologie werden mit Hilfe von virtuellen Analysemethoden die prozessbestimmenden Parameter sowie die Kosten der Anlage aufgenommen und anhand der so aufgebauten Datenbank die Wirtschaftlichkeit des Prozesses bewertet.