FOR 860:  Neue Prozessketten für endlosfaserverstärkte Kunststoffbauteile: Integration von Preformen, Imprägnieren, Formen und Vernetzen

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 33627655

Das Ziel der Forschergruppe besteht in dem Aufbau und in der Erforschung von neuen großserientauglichen Prozessketten zur Herstellung endlosfaserverstärkter Kunststoffbauteile. Dies soll durch einen hohen Grad an Automatisierung der kompletten Wertschöpfungskette, vom Roving bis zum fertigen Bauteil, erreicht werden. Bei den Faserwerkstoffen werden vor allem Kohlenstofffasern und Glasfasern eingesetzt; bei den Matrixwerkstoffen werden Epoxidharze und Polyurethane fokussiert.
Insgesamt werden drei Prozessketten ("Spaltimprägnierung", "Sprühimprägnierung" und "Hochdruckimprägnierung") erforscht, welche sich in acht Teilprojekte (TP) untergliedern. Innerhalb der Prozessketten werden die Fertigungsstufen "Textiles Preformen", "Imprägnieren" und "Formen/Vernetzen" betrachtet und durch wesentliche Untersuchungen in den Bereichen der "Handhabung" und der "Werkzeugtechnologie" ergänzt.
Die Fertigungsstufe "Textiles Preformen" (TP 1, TP 2) hat zum Ziel, handhabungsfeste, endkonturnahe Verstärkungsfaserstrukturen an die Kunststofftechnik zu liefern, welche durch einfaches Ablegen in die Form weiterverarbeitet (imprägniert) werden können. In den Sektionen "Imprägnieren", "Formen" und "Vernetzen" (TP 4, TP 5, TP 6, TP 8) wird auf herkömmlichen Verfahren aufgebaut, es werden aber auch neue Verfahren entwickelt, um textile Preforms in kurzen Taktzeiten imprägnieren und konsolidieren zu können. In den Teilprojekten 3 und 7 werden schwerpunktmäßig die notwendigen Betriebsmittel im Bereich "Handhabung" und "Werkzeugtechnologie" für eine schnelle und durchgehende Prozesskette für FVK-Bauteile erforscht. Durch die gesamtheitliche Betrachtung der Prozessketten soll die Herstellung von Strukturbauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen mit einem Faservolumengehalt von über 50 Prozent in Taktzeiten von unter 10 Minuten ermöglicht werden. Damit werden Schlüsseltechnologien für die zukünftige Verarbeitung von FVK geschaffen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Einstufige Herstellung textiler Preforms (Antragsteller Gries, Thomas )
• Entwicklung eines Verfahrens zur PUR-Sprühimgrägnierung zur herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffbauteilen mit PUR als Matrixwerkstoff (Antragsteller Michaeli, Walter )
• Entwicklung eines Verfahrens zur PUR-Sprühimprägnierung zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffbauteilen mit PUR als Matrixwerkstoff (Antragsteller Hopmann, Christian )
• Formen und Vernetzen (Antragsteller Hopmann, Christian )
• Handhabung trockener und imprägnierter textiler Preforms (Antragsteller Brecher, Christian )
• Hochdruck-Imprägnierung (Antragsteller Hopmann, Christian )
• Mehrstufige Herstellung textiler Preforms (Antragsteller Gries, Thomas )
• Spaltimprägnieren (Antragsteller Hopmann, Christian )
• Werkzeugtechnologie zur Großserienherstellung von Hochleistungsfaserverbundstrukturen (Antragsteller Brecher, Christian )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Christian Hopmann, seit 8/2011