PaFaTherm II - Mehrkomponenten-Spritzgießprozesse für strukturvariable textilverstärkte Verbundbauteile - Chemnitz

Die InnoProfile-Initiative "PaFaTherm" (2006-2011) will ihr regionales Innovationsprofil mit dem folgenden Vorhaben stärken und weiterentwickeln:

Die InnoProfile-Transfer-Initiative

 

Für den Klima- und Ressourcenschutz rücken Leichtbaukonstruktionen mit Textilverstärkung immer stärker in den Fokus. Sie kommen etwa in der Automobilproduktion, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz.

Die Herstellung derartiger Hochleistungsbauteile ist aufgrund komplexer Prozessfolgen und damit verbunden zahlreicher Schnittstellen nach wie vor sehr zeit- und kostenintensiv und stellt für die Umsetzung in Großserien besondere Herausforderungen dar.

Hier setzt die neue InnoProfile-Transfer-Initiative PaFaTherm II an, die sich mit der Bereitstellung textilverstärkter thermoplastischer Leichtbaustrukturen durch Mehrkomponenten-Spritzgießprozesse beschäftigt.

Aufbauend auf dem erfolgreich abgeschlossenen InnoProfile-Projekt PaFaTherm (Partielle Faserhalbzeugverstärkung von thermoplastischen Spritzgießbauteilen) widmet sich PaFaTherm II verstärkt der prozess- und produktorientierten Auslegung und Gestaltung textiler Verstärkungskomponenten und deren technischer und technologischer Charakterisierung in spritzgegossenen thermoplastischen Leichtbaukonstruktionen.

Die Ziele

Mit der Fokussierung auf den Mehrkomponenten-Spritzgießprozess als Endverarbeitungsstufe lassen sich hochautomatisierte Prozessketten zur Herstellung von textilverstärkten Kunststoffbauteilen erstellen, die durch kurze Taktzeiten und Großserientauglichkeit gekennzeichnet sind. Durch die Verwendung von Endlosfaserhalbzeugen in der Kavität des Spritzgießwerkzeuges sollen die mechanischen Eigenschaften von thermoplastischen Faserverbundbauteilen belastungsgerecht eingestellt und Material sowie Masse eingespart werden.

Dazu sind neuartige, strukturell angepasste, textile Verstärkungsstrukturen zu entwickeln und der Spritzgießprozess technologisch anzupassen. Anspruch dabei ist es, die größtmögliche Entfaltung der Verstärkungsleistung textiler Strukturen in gezielt verstärkten Spritzgießverbundbauteilen innerhalb kurzer Verarbeitungszeiten zu erreichen. Den hohen Einspritzdrücken und der hohen Viskosität der Kunststoffkomponenten ist z. B. durch Einstellung dynamischer Temperierverläufe zu begegnen.

Weitergehende Entwicklungen zu Spritzgießwerkzeugen und zur Prozessverkettung in Verbindung mit der Verarbeitung von Textilien und vorkonsolidierten Halbzeugen machen die präzise Abstimmung der verschiedensten Material- und Prozessparameter notwendig.

Die Eigenschaftswirkung der thermoplastischen textilverstärkten Verbunde unter den gewählten Bedingungen weiter zu erforschen und für anwendungsgerechte Verfahrens-, Komponenten- und Bauteilauslegungen nutzbar zu machen, ist Zielstellung des Vorhabens.

Die thematischen Schwerpunkte

  • Konzeption strukturvariabler, partiell faser- und textilverstärkter Mehrkomponenten-Thermoplastverbund-Demonstratoren
  • Einstellung prozess- und verbundmechanisch orientierter Komponentenkompatibilität durch Strukturvariation und Funktionalisierung der textilen Verstärkungskomponenten und Modifizierung der thermoplastischen Matrixkomponenten
  • Bauteilorientierte Prozess- und Struktursimulation
  • Fertigungsmittelentwicklung und Prozessintegration
  • Verbundmechanische Charakterisierung partiell bauteilintegrierter Verstärkungsstrukturen

Die Partner

  • Albert Polenz GmbH & Co. KG, Döbeln
  • EAST-4D Carbon Technology GmbH, Dresden
  • ERMAFA Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH, Chemnitz
  • GOEPFERT Werkzeug & Formenbau GmbH & Co. Teilefertigung KG, Weimar
  • KARL MAYER MALIMO Textilmaschinenfabrik GmbH, Chemnitz
  • KraussMaffei Technologies GmbH, München
  • Lätzsch GmbH Kunststoffverarbeitung, Kitzscher
  • SKL Schwergewebekonfektion Lichtenstein GmbH, Oberlungwitz
  • Spengler & Fürst GmbH & Co. KG, Crimmitschau
  • FIBER-TECH Products GmbH, Chemnitz

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. habil. Daisy Nestler
kommissarische Leiterin der Stiftungsprofessur "Textile Kunststoffverbunde"
Zimmer D112
Reichenhainer Straße 70

Postadresse:
Technische Universität Chemnitz
Fakultät für Maschinenbau
Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung
Reichenhainer Straße 70
09126 Chemnitz
Tel.: 0371 531-36546
Fax: 0371 531-836546
E-Mail: daisy.nestler[at]mb.tu-chemnitz.de
www.leichtbau.tu-chemnitz.de/tkv/leitung.php


Zum Beitrag "Chemnitzer Sandwiches" aus der Rubrik "Im Blickpunkt"

Nähere Informationen zum vorangegangenen InnoProfile-Projekt "PaFaTherm"