Kontinuierliche 3D-Thermoforming-Verdrillung von faserverstärkten Endlos-Prepreg-Tapes für die Herstellung von optimierten 3D-Leichtbau-Komponenten
Bei der Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe (FVK) zur Herstellung hochbelastbarer Leichtbau-teile hat sich die Formgebung durch Ablage vorimprägnierter Halbzeuge als das Verfahren erwiesen, welches die höchste Reproduzierbarkeit, Materialausnutzung und Automatisierbarkeit ermöglicht. Nachteilig bei den jetzigen Verfahren ist die Nutzung von harten, glasartigen Polymerwerkstoffen, welche oft energie- und zeitintensiv verarbeitet werden müssen und sich nicht recyceln lassen.
Eine ökonomisch und ökologisch sinnvolle Alternative ist die Verarbeitung von thermoplastischen FVK-Halbzeugen (Thermoplast-Tapes) im sogenannten Thermoplast-Tapelegeverfahren. Aufgrund der Materialeigenschaften lassen sich jedoch mit diesen Thermoplast-Tapes bisher nur einfache Formen herstellen.
Das Fraunhofer IPT hat ein Verfahren entwickelt, das erstmalig die Ablage von komplexen, dreidi-mensional gekrümmten Thermoplast-Tapes ohne Materialschädigungen ermöglicht. Durch eine vor-geschaltete Verdrillung soll die Formbarkeit der FVK-Halbzeuge deutlich erweitert werden, sodass erstmals komplexe Leichtbauelemente mit einem verhältnismäßig geringen Fertigungsaufwand pro-duziert werden können.
Ziel des Vorhabens ist es, den Verfahrensansatz der Vorverdrillung von Thermoplast-Tapes zu vali-dieren und darüber hinaus eine automatisierbares sowie ressourcen- und energieeffizientes Herstel-lungswerkzeug bereitzustellen, mit dem tragende, lastoptimierte und komplexe FVK-Strukturen hergestellt werden können. Im Erfolgsfall kann die neue Technologie unter anderem über Lizensierungen nach Projektende kommerzialisiert werden.