Innovatives Preformingverfahren zur Herstellung endlosfaserverstärkter CFK-Schalenbauteile

Ein wichtiges Entwicklungsgebiet der Autohersteller zur Erreichung der zukünftig geforderten Emissionsziele ist der Leichtbau. Dabei kommen verschiedene Materialien und Konzepte zum Einsatz. Faserverstärkte Kunststoffe und insbesondere CFK weisen ein besonders hohes Leichtbaupotential auf. Größte Herausforderung des CFK-Einsatzes in der automobilen Großserie sind die Kosten. Um diese nachhaltig senken zu können müssen insbesondere die Fertigungsverfahren verbessert werden. Ziel der Arbeit ist die deutliche Senkung der Herstellkosten endlosfaserverstärkter CFK-Schalenbauteile im Vergleich zum Stand der Technik. Dies soll im Rahmen der Arbeit durch die Entwicklung eines neuen Preformingverfahrens erreicht werden, welches gegenüber den herkömmlichen Verfahren deutliche Kostenvorteile aufweist. Die Kosteneinsparung soll insbesondere durch eine Reduktion des Verschnitts realisiert werden. Als Ansatz zur Verschnittreduzierung wird eine Fiber-Placement-Technologie gewählt, bei denen Tapes mittels einer Legeeinheit an einem Portalsystem abgelegt werden. Sie verfügt über ein großes Potential zur verschnittarmen, vollautomatisierten und hochflexiblen Preformherstellung. Die Tapes können endkonturnah entweder in 2D mit anschließender Umformung oder direkt in 3D abgelegt werden. Der erste Handlungsschwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung eines leistungsfähigen Halbzeuges für das Fiber Placement. Fokus liegt hierbei auf der Entwicklung eines Textils, welches sich schnell und reproduzierbar mit einer Legeeinheit ablegen und gleichzeitig im RTM Prozess robust zu einem Bauteil weiterverarbeiten lässt. Der zweite Handlungsschwerpunkt ist die Prozessentwicklung des Fiber Placement Prozesses. Abschließend folgt eine wirtschaftliche Bewertung der gewählten Prozessroute.