Leichtbau

Referenzprojekte

"HeKoSch – Design, Entwicklung, Auslegung eines Headexpanders einer Schwingprüfanlage aus einem Sandwichverbund aus Kohlefaser und Kunststoffschaum"

Im Projekt sollen vor dem Hintergrund des Leichtbaus Grundlagen zum Einsatz der Materialkombination FVK und nachvernetztem Kunststoffschaum in hybrider Sandwichbauweise für schwingend beanspruchte Komponenten im Maschinen- und Anlagenbau erarbeitet werden. Das Materialverhalten wird untersucht und zur Erstellung von FEM-Berechnungsmodellen genutzt. Unter Anwendung verschiedener Fertigungsverfahren werden Modellbauteile gefertigt und geprüft. Die gewonnen Erkenntnisse fließen in die Konstruktion und Simulation eines Demonstratorbauteils sowie die Aufstellung von technischen sowie ökonomischen Auslegungsregeln ein.

Das Projekt dient als Grundlage zur Entwicklung und Herstellung sowie für Eigenschaftsprofile von FVK-Kunststoffschaum-Hybridstrukturen unter Einbeziehung von Anbindungsteilen für dynamisch belastete Maschinenkomponenten.

"SpriVerSchauTeak - Entwicklung eines Herstellungsverfahrens für Bauteile aus WPC-Schaum mit Teakholzoptik im Spritzguss"

Teakholzoptik durch Spritzgießprozess

Im vorliegenden Projekt soll die Herstellung von Gartenmöbeln mit Anmutung von Teakholz mit Hilfe eines Schaums aus Wood Plastic Composite im Spritzgießverfahren untersucht werden.

Im Zusammenspiel der Projektpartner soll es ermöglicht werden, einfache Gartenmöbel aus einem holzfaserverstärkten Kunststoff so herzustellen, dass diese eine optische Anmutung von Teakholz aufweisen. Dazu werden Schlierenbatches verwendet. Zur Kompensation des zu erwartenden Viskositätsanstiegs durch das Einbringen der Holzfasern sowie der Reduktion des Bauteilgewichts soll zudem ein Schäumverfahren eingesetzt werden. Die Verwendung von Abfallholz und recyclingfähigem Kunststoff wirkt sich positiv auf die Ökobilanz des Bauteils sowie des Prozesses aus.

Die Lebensdauer der Bauteile soll durch mechanische Tests und eine Überprüfung der UV-Stabilität abgeschätzt werden. Somit wird sichergestellt , dass Teakholzmöbel in einem kostengünstigen Massenfertigungsverfahren ohne den Einsatz von Tropenholz sowie ohne Verschnitt hergestellt werden können.

MoWePoly - Entwicklung einer modularen Werkzeugform aus hybriden Werkstoffen zum Einsatz einer mobilen Produktionsanalage zur Herstellung von Polymerbetonsteinen

Der Bau von Notunterkünften in Krisen-, katastrophen- und Entwicklungsgebieten erfordert große Mengen an Baustoffen, die kurzfristig verfügbar sein müssen. Ziel des Projektes ist es, die für eine Bausteinproduktion benötigen Gießformen aus einer Materialkombination von Faserver-bundwerkstoffen herzustellen. Es sollen die Produktivität des Verfahrens erhöht und die Energie-kosten für Transport und Rüttelstationen reduziert werden.

Jährlich werden ca. eine Millionen Menschen durch Naturkatastrophen obdachlos; Entwicklungsländer haben Infrastrukturprogramme zur Schaffung von Wohnraum aufgelegt. Der Bedarf an soliden Notunterkünften ist durch steigende Nachfrage nach geeigneten Produktionsmöglichkeiten für geeignete Baustoffe erkennbar. Gießformen werden dazu mit einem Gemisch aus Sand und Harz befüllt. Bisher bestehen diese Gießformen aus einer geschweißten Stahlbaugruppe mit vollwandigem Kern und Deckel aus Kunststoff.

Im Projekt wird eine modulare Gießform unter Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen und Aluminiumschaum entwickelt. Das Gewicht kann so deutlich reduziert werden.

Des Weiteren können solche Bauteile mit geringem Aufwand in Serie gefertigt werden. Darüber hinaus ermöglicht der gezielte Einsatz von Verstärkungsfasern die Herstellung von flexiblen Kernen. Diese Kerne geben um das Schwindungsmaß nach, wodurch Risse beim Aushärten vermieden werden. Strukturierte Oberflächen erlauben eine einfache und trennmittelfreie Entformung. Die Gießform soll modular ausgeführt werden, um fünf unterschiedliche Steintypen in einer Form herzustellen.

Das Projekt wird gemeinsam mit Polycare GmbH durchgeführt.

Kunststoffbasierte Leichtbauverbunde für Fahrzeuge

Im Rahmen der Forschergruppe Kunststoffbasierte Leichtbauverbunde für Fahrzeuge werden verschiedene Techniken zur Gewichtsreduktion für Fahrzeuge untersucht. Dabei wird vornehmlich auf die Kombination der positiven Eigenschaften mehrerer Werkstoffe zurückgegriffen. So wird im Rahmen des Vorhabens der Einsatz faserverstärkter Kunststoffe erforscht. Schwerpunkte bilden hierbei das Resin Transfer Moulding (RTM), bei dem Faserverstärkungen mit duroplastischen Kunststoffen kombiniert werden, und die Herstellung von Organoblechen, die aus endlosfaserverstärkten Thermoplasten bestehen. Diese Verfahren und die dazugehörigen Prozessketten werden hinsichtlich Qualitätssteigerungen und Kostenoptimierungen analysiert. Die Herstellung von Sandwichverbunden mit Hilfe von faserverstärkten Kunststoffen stellt einen weiteren Themenbereich dar. Diese Techniken ermöglichen die kostengünstige Produktion leichter Strukturbauteile.
Bei der ebenfalls untersuchten Herstellung von Sandwich-Hybridverbunden aus Aluminium und Kunststoff wird die Verbindung dieser sehr unterschiedlichen Werkstoffe durch das Umspritzen von geschäumtem Aluminium mit thermoplastischen Kunststoffen getestet und optimiert. Diese Verbunde können im Karosseriebau viele Anwendungen finden, wenn es gelingt, durch Laserschweißverfahren gezielt Anbindungsteile an derartigen Sandwich-Hybride anzubringen. Dazu werden in einem weiteren Arbeitspaket grundlegende Untersuchungen zur Verbindungstechnik von Kunststoff und Metall durchgeführt.

Die elektrische Leitfähigkeitssteigerung von Kunststoffen bildet den vierten Schwerpunkt. Hierbei werden sowohl die verschiedenen Techniken wie Bedrucken mit Leiterbahnen und die Einarbeitung leitfähiger Füllstoffe als auch der Einsatz in Bedienelementen für Fahrzeuge betrachtet. Diese Techniken können den Bedarf an Kupferleitungen in Fahrzeugen reduzieren und so einen aktiven Beitrag zum Leichtbau leisten.

Mit Kunststoff umspritzter Aluminiumschaum
Realisierung elektr. Leitungen in Kunststoffbauteilen / Anwendung für Bedienelemente