Faserverbund- und Lasersystemtechnik
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie
Unsere Abteilung »Faserverbund- und Lasersystemtechnik« bedient die wachsende industrielle Nachfrage nach faserverstärkten Leichtbaukomponenten. Zudem entwickeln wir die zugehörigen Produktionsverfahren und -systeme für die automatisierte Herstellung von Leichtbaukomponenten aus duro- und thermoplastischen Faserverbundkunststoffen (FVK). Unsere Forschungs-, Entwicklungs- und Dienstleistungsbereiche umfassen sowohl die Auslegung von FVK-Bauteilen als auch die prototypische Bauteilfertigung. Darüber hinaus entwickeln wir für Sie individuelle Produktionsanlagen für das Tapelegen, Wickeln, Thermoformen und für die Pultrusion sowie innovative Greifersysteme für die Handhabung von FVK-Halbzeugen.
Themen in der Abteilung Faserverbund- und Lasersystemtechnik
Prozessentwicklung für die Herstellung von Faserverbundkunststoffen
Innerhalb der »Thermoplasttechnik« entwickeln und optimieren wir Verfahren zum Tapelegen, Fiber-Placement, Wickeln und Thermoformen. Zu unseren Dienstleistungen zählen neben der Bauteilauslegung- und -fertigung auch die Qualifizierung von Bauteil- und Laminatqualitäten. In der »Duroplasttechnik« verfügen wir über langjährige Erfahrungen im Handlaminieren, in der Prepregtechnik sowie in der Fertigung von Sandwichstrukturen.
Anlagenentwicklung für die automatisierte FVK-Produktion
Mit unserer Expertise im Sondermaschinenbau entwickeln wir für unsere Kunden Anlagen nach Maß für die industrietaugliche FVK-Produktion. Hierzu zählen Entwicklung, Aufbau, Inbetriebnahme und Zertifizierung individueller Tapelege-, Fiber-Placement-, Thermoform-, Wickel- und Pultrusionsanlagen sowie FVK-Handhabungssysteme für duro- und thermoplastische Anwendungen. Unsere langjährige Erfahrung in der Lasersystemtechnik nutzen wir konsequent zur Anlagen- und Prozessentwicklung für das laserunterstützte Tapelegen thermoplastischer FVK-Prepregs.
Auslegung und Herstellung miniaturisierter Faserverbundprofile
Mit unserem Mikro-Pultrusionsverfahren lassen sich Faserverbundprofile mit geringen Durchmessern unter 500 µm kontinuierlich herstellen. Typische Einsatzgebiete sind die Medizintechnik und die Messtechnik. In der Medizintechnik lassen sich diese Profile überall dort nutzen, wo Metalle aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften ausscheiden und dennoch höchste Ansprüche an mechanische Eigenschaften oder an die Funktionsintegration gestellt werden. Dies gilt beispielsweise für Operationsinstrumente, die in der minimalinvasiven Chirurgie im Magnet-Resonanz-Tomographen eingesetzt werden. Aufgrund ihrer äußerst geringen Temperaturdehnung eignen sich unsere Pultrudate ebenso für die Messtechnik.
Entwicklung von Leichtbaukomponenten
Durch die intelligente Kombination verschiedener Werkstoffklassen innerhalb eines Bauteils kann man nachteilige Eigenschaften einzelner Werkstoffe nahezu kompensieren. Neben faserverstärkten Verbundbauteilen entwickeln wir branchenübergreifend mit unseren Kunden Leichtbaukomponenten aus hybriden Materialverbünden. Hierzu zählen beispielsweise Materialkombinationen aus Titan- und Aluminiumwerkstoffen, Kunststoffen und faserverstärkten Kunststoffen. Bei der Entwicklung von Leichtbaukomponenten betrachten wir stets die gesamte Prozesskette mit den erforderlichen Prozessschritten zur Herstellung und bieten vollständig bilanzierte Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen an.
Beratung, Machbarkeitsstudien und Prototypenfertigung
Gemeinsam mit unseren Kunden erarbeiten wir auf Basis unseres Technologieverständnisses und unserer langjährigen Expertise Antworten auf alle Fragen zur Auswahl, Auslegung und Bewertung von Prozessketten zur Herstellung von FVK-Bauteilen. Darüber hinaus bieten wir neben der Technologiebewertung und Investitionsberatung auch die Auftragsfertigung prototypischer FVK-Bauteile an.
Lasersystemtechnik
Wir integrieren Lasersysteme als zusätzliches Werkzeug in konventionelle Werkzeugmaschinen und kombinieren so Dreh-, Fräs- und Bohrprozesse mit Laserbearbeitungsverfahren wie dem Laserstrahlhärten, Laserlegieren, Laserstrukturieren und Laserbeschichten in einer Aufspannung der Bauteile. Darüber hinaus entwickeln wir adaptive Laserstrahlführungssysteme und Laserbearbeitungsköpfe für Ihre individuellen Anwendungen und integrieren robuste Lasersysteme in bestehende Produktionsanlagen. Darüber hinaus entwickeln wir Sondermaschinen für die laserunterstützte Hybridbearbeitung, etwa für das laserunterstützte Drehen, Fräsen, Stanzen und Drückumformen hochfester Werkstoffe oder für das laserunterstützte Wickeln und Tapelegen thermoplastischer Faserverbundkunststoffe.
FEM-Simulation
Wir bieten Ihnen FEM-Simulationen als Dienstleistung zur Auslegung von Bauteilen jeglicher Art: Neben der linearen und nichtlinearen Statik umfasst unser Portfolio zudem Kontaktanalysen zur Auslegung von Klemmungen, Modalanalysen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen, thermisch-mechanische Analysen sowie Topologie- und Gestaltoptimierungen. Unser Ziel ist es dabei stets, bei minimalem Bauraum eine maximale Steifigkeit und eine minimale Belastung bei minimalem Gewicht zu erreichen.
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