3DProCar

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

Forschungsprojekt 3DPROCAR

Webtechnik und Automobiltechnologie – wie passt das zusammen? In einem hochinnovativen Forschungsprojekt werden diese uralte Fertigungstechnologie und der moderne Fahrzeugbau zusammengeführt. Hierbei werden Kunststoff- und Carbonfasern mit innovativer Textil- und Webtechnik vorgeformt und dann in einem automatisierten Prozess das fertigen Karosseriebauteil hergestellt.

Das Vorhaben 3DProCar leistet in diesem Zusammenhang einen Beitrag zur Entwicklung von flexiblen Prozessketten für thermoplastische, integral gefertigte Bauteile aus faserverstärktem Kunststoffen mit komplexer Geometrie. Das Gesamtziel des Verbundprojektes besteht in der simulationsgestützten Entwicklung dieser komplexen Prozessketten. Die Prozesskette umfasst die Herstellung von endlosfaserverstärkten Bauteilen komplexer Geometrie auf Basis von Hybridgarnen aus recycelten C-Fasern und integral gefertigten 2D- und 3D-gewebten Verstärkungsstrukturen. Die neuartigen Textilhalbzeuge sind dabei hinsichtlich einer hohen Geometriekomplexität, einer effizienten und schonenden Verarbeitung sowie einer beanspruchungsgerechten Faserausrichtung optimiert. Dafür werden die Hybridisierungstechniken, das hochproduktive textile Flächenbildungsverfahren Weben sowie das Thermopressverfahren weiterentwickelt. Ziel ist es, eine effiziente, flexible und hochgradig automatisierte Fertigung lastangepasster, endkonturnaher, textiler Verstärkungshalbzeuge mit integrierten Rippen und vorbereiteten Fügestellen zur Integration von Funktions- und Lasteinleitungselementen bei gleichzeitiger signifikanter Senkung der Materialkosten sowie der Fertigungszeiten umzusetzen.

Die IBG Technology Hansestadt Lübeck GmbH ist als aktiver Verbundpartner im Teilvorhaben „Konzipierung, Konstruktion und Umsetzung eines automatisierten Preformprozesses für neuartige hybride Halbzeuge mit lokal unterschiedlichen Steifigkeiten“ eingebunden. Hier wird die Entwicklung, technologische Umsetzung und Validierung eines vollautomatisierten Preform- und Konsolidierungsprozesses für neuartige hybride Halbzeuge mit lokal unterschiedlichen Steifigkeiten durchgeführt. Hierfür werden Lösungen zum Preforming mittels kooperierender Robotersysteme für die Realisierung komplexer Umformvorgänge erforscht, entwickelt und validiert. Der Fokus der Preforminganlage liegt dabei auf der vollautomatischen Aufnahme des Halbzeugs, dem Transport, einer möglichen Manipulation (insbesondere im Bereich eingearbeiteter Rippen) und der gezielten Ablage desselben sowie eines zielgerichteten Drapierprozesses, welcher die Daten einer Offline-Simulation umsetzt.

3DProCar Preformingkomplex
3DProCar Preformingkomplex

Ein zweiter Schwerpunkt ist die Entwicklung und Validierung des qualitätsgesicherten, hoch flexiblen Konsolidierungsprozesses. Von besonderer Bedeutung ist, dass dieser Prozess keine negative Beeinflussung auf die Bauteildrapierung mehr nimmt. Jegliches Handling darf die Drapierung nicht verändern. Im Rahmen dieser Entwicklung wird darüber hinaus die Entnahme des fertigen Bauteils aus dem Konsolidierungswerkzeug entwickelt.

Das Verbundvorhaben wird von 12 Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft aktiv durchgeführt. Zu den Partnern des Teilvorhabens der IBG zählen die Daimler AG, die Dynamore GmbH, die IDEA GmbH und das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden.

Förderung:

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“ und mit Mitteln aus dem Energie- und Klimafonds gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

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Optimierung von Produktionsprozessen aller Branchen

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