TailCo
Institut für Strukturmechanik und Leichtbau, Institut für Textiltechnik sowie Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforschen mit Industriepartnern Tailored Textiles
Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) werden zunehmend in der Mobilitätsindustrie zur Verringerung des Gewichts eingesetzt. Das Preforming textiler Halbzeuge aus beispielsweise Carbon- oder Glasfasern - also der Zuschnitt und die Formgebung der endkonturnahen Verstärkungsstruktur zum Einlegen in das Werkzeug - ist dabei ein kostenintensiver Herstellungsschritt. Die Verwendung von Textilien mit bereits integrierten Verstärkungen, sogenannte Tailored Textiles (TT), weisen ein hohes Potential zur Kostenreduktion auf. Die fertigungsgerechte Auslegung der FVK-Bauteile unter Berücksichtigung integrierter textiltechnischer Verfahren zur Herstellung dieser Textilien ist derzeit sehr komplex. Bedingt durch den Mangel einer umfassenden Auslegungsmethodik ist kein quantitativer Vergleich zu quasiisotropen oder lastpfadverstärkten FVK Preforms möglich. An dieser Stelle setzt das interdisziplinäre Forschungsvorhaben zwischen dem Institut für Strukturmechanik und Leichtbau, dem Institut für Textiltechnik sowie dem Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung an und erforscht gemeinsam mit Industriepartnern wie Rahmenbedingungen aus der Auslegung und Fertigung der Bauteile in einer anwendbaren Konstruktionsmethodik berücksichtigt werden können. „Der interdisziplinäre Ansatz ist von zentraler Bedeutung, da wir in TailCo die vollständige Prozesskette abbilden und erforschen möchten: Von der Konzeptionierung über die Detailauslegung bis hin zur Fertigung. Auf diese Weise möchten wir die passenden Elemente für den Produktionsentstehungsprozess sowie ihren entsprechenden Einsatzort definieren und die Umsetzung der Bauteile gewährleisten“, legt Sebastian Stein (MSE), Projektleiter/ Koordinator Konstruktion, den Mehrwert der Kooperation dar.
Insofern die Anwendung erfolgreich gelingt, werden im nächsten Schritt Kenngrößen identifiziert, die eine frühzeitige Entscheidung hinsichtlich der Fertigungstechnologie ermöglichen und auf unterschiedliche Branchen übertragbar machen sollen, die auf Leichtbau fußen: „Eine der wesentlichen Herausforderungen des Leichtbaus ist, das große Potential der Kosten- und Gewichtseinsparung mithilfe von Innovationen umzusetzen - zum Beispiel in den Bereichen der Automobil- oder Luftfahrtindustrie. Im Rahmen von TailCo möchten wir ein Werkzeug schaffen, mit dem industrielle Anwender dieses Potential ausschöpfen und umsetzen können“, bestärkt Pawel Lyssakow (SLA), Koordinator Auslegung und Design, die Motivation des Forschungsteams.
„Bisher können wir Halbzeuge mit lokalen Verstärkungen zwar rudimentär fertigen und ihr Potential erahnen, verfügen aber nicht über die notwendigen Werkzeuge für die Überführung in reale Bauteile. An genau diesem Punkt möchten wir in TailCo anknüpfen. Für die Überführung ist es deshalb wichtig, auf allen Ebenen der Produktentstehung zu forschen - was auch gleichzeitig unser großes Alleinstellungsmerkmal ist: Nur durch die enge Kooperation von Konstruktion, Auslegung und Fertigung können wir die Schritte für eine erfolgreiche Implementierung der Technologie in der Anwendung erarbeiten. Darüber hinaus kooperieren wir ebenfalls sehr eng sowohl mit Maschinen- und Textilherstellern als auch mit Bauteilherstellern, um deren Anforderungen für die Realisierung von Bauteilen aus Tailored Textiles kennenzulernen“, betont Marius Wiche (ITA), Koordinator Fertigung, das Ziel der praktischen Anwendung außerhalb des Projekts hin.
Weitere Hintergrundinformationen bietet die TailCo-Projektseite.