Kombination von Automated Fibre Placement (AFP) und Additive Layer Manufacturing (ALM)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Sinapius
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Kunststofftechnik ; Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393105855

Heutzutage sind automatisierte Verarbeitungstechniken wie das Automated Fibre Placement (AFP) oder Automated Tape Laying (ATL) ein bekannter Begriff. Aber gibt es noch viele Potenziale in diesen Verfahren um bessere Ergebnisse zu erzielen. Mit dem Forschungprojekt wird eine offene Problemstellung beim Automated Fiber Placement adressiert. Beim Ablegen der Faserverbundwerkstoffe auf mehrfach gekrümmten Flächen entstehen prinzipiell Lücken zwischen den Bändern. In einer Untersuchung vom American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) wurde gezeigt, dass eine Lücke von 0.76 mm die Laminat-Druckfestigkeit bis zu 27 % reduzieren kann. Um dieser unvermeidbare Schwachstelle von diesem Verfahren zu entgegnen, werden derzeit zusätzliche Faserverbundschichten gelegt, um die mechanischen Eigenschaften zu erhöhen. Das heißt die Bauteile werden schwerer und teuer. Mit dem vorgeschlagenen Forschungsprojekt wird ein 3D Drucker mit endlosfaserverstärkten thermoplastischem Kunststoff in einen mobilen thermoplastischen Ablagekopf integriert. Nach dem Ablegen thermoplastischer Prepregs an den Flächen werden die Lücken durch einen Profilsensor detektiert. Die Lücken werden mit Hilfe von einem 3D- Drucker mit endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen ausgefüllt. In Kombination der beiden Verfahren können die Bauteile homogener gefertigt werden. Dadurch werden die Bauteile wegen der Vermeidung der zusätzlichen Schichten schneller, günstiger und noch leichter produziert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen