Nachhaltige Serienfertigung mit faserverstärkten Kunststoffen

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) eignen sich hervorragend für den Leichtbau und werden in vielen Anwendungsfeldern von Mobilität und Transport über den Bau bis hin zur Energieerzeugung immer häufiger eingesetzt: Überall dort, wo es auf geringes Bauteilgewicht ankommt punkten sie zusätzlich durch gute Beständigkeit gegen Korrosion und verfügen obendrein über Eigenschaften zur elektrischen Isolation.

Daher finden sich Leichtbaumaterialien wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) zum Beispiel in zahlreichen Komponenten für Windradflügel, Sportbootrümpfe, Antennen-, Laternen- und Oberleitungsmasten oder Rohrsysteme. Kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) kommen vielfach im Fahrzeugbau, in der Luft- und Raumfahrt und bei Sportgeräten und anderen leichten, aber hochbelastbare Consumerprodukten zum Einsatz.

Automatisierungslösungen für die kostengünstige Serienproduktion von FVK-Bauteilen

Diese zunehmende industrielle Nutzung verschiedenster FVK führt zu einer wachsenden Nachfrage nach großserientauglichen Verarbeitungsverfahren. Der Einsatz unidirektionaler thermoplastischer Tapes und duroplastischer Prepregs ermöglicht es, die Herstellung von FVK vollständig zu automatisieren und in die Großserie zu überführen. Das Fraunhofer IPT entwickelt Systeme und Prozesse für die automatisierte Tape- und Prepreg-Verarbeitung solcher FVK-Materialien und befähigt Unternehmen damit zum Einstieg in eine individuelle, effiziente und kostengünstige Serienfertigung.

Neue Ansätze der Datenerhebung und -verwertung sowie virtuelle Prozesmodelle schaffen die Voraussetzungen für eine anpassungsfähige, großserientaugliche Verarbeitung der glas- und kohlenstofffaserverstärkten thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffe. Das Fraunhofer IPT automatisiert die Systeme und Prozesse zur Verarbeitung dieser Werkstoffe und ermöglicht so eine effiziente und flexible Produktion von Leichtbaukomponenten für verschiedene Industriezweige.

Leicht gemacht: Fertigungsverfahren für neue Produkte aus FVK-Materialien

In vielen Industriebereichen und bei zahlreichen Konsumgütern dient Leichtbau dazu, Energie und Rohstoffe einzusparen. Automatisierte Be- und Verarbeitungsverfahren machen es möglich, Produkte aus FVK in großen Stückzahlen herzustellen. Das Fraunhofer IPT erarbeitet serienreife Fertigungsprozesse, die dazu beitragen, den Nutzen dieser Materialien einer Vielzahl an Menschen zugänglich machen.

 

Tapelegen und Prepregverarbeitung

Systeme und Prozesse für die automatisierte Tape- und Prepreg-Verarbeitung befähigen Unternehmen zu einer individuellen, effizienten und kostengünstigen Serienfertigung.

Thermoforming von
Organoblechen

Für Strukturbauteile und Freiformflächen aus thermoplastischen Halbzeugen entwickeln wir multifunktionale Thermoformprozesse und dazugehörige Systemtechnik.

Scherschneiden von FVK

Eine kostengünstige Alternative zum Wasserstrahlschneiden, zu Laserverfahren und zur spanenden Bearbeitung von FVK-Bauteilen.

 

Wickelverfahren für Tanks und Rohre

Glas- und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe eignen sich besonders gut für leichte, stabile und korrosionsbeständige Rohre und Druckbehälter, zum Beispiel zur Gasförderung oder für Energiespeicher.

Mikro-Pultrusion und -Pullwinding

Für  besonders kleine FVK-Komponenten haben wir Pultrusions- und Pullwinding-Verfahren miniaturisiert und erzeugen damit Profile mit Durchmessern unter 500 µm.

Handhabungstechnik für Organobleche

Automatisierte Handhabungstechnik und Greifertechnologien für trockene, imprägnierte oder ausgehärtete Faserverbundhalbzeuge und technische Textilien.

Integrierte Sensorik zur Strukturüberwachung

Integrierte Sensorik in FVK-Bauteilen kann Belastung und Verschleiß frühzeitig erkennen und einem Bauteilversagen vorbeugen.