Labor für Verbundwerkstoffe

Forschung

Die Herstellung duroplastischer und thermoplastischer (Bio-)Verbundwerkstoffe findet am IfBB in enger Zusammenarbeit mit dem Anwendungszentrum HOFZET des Fraunhofer WKI mittels modernster Maschinen und Geräte statt. Neben der anwendungsorientierten Werkstoffentwicklung stehen hier parallel die Charakterisierung des Verarbeitungsverhaltens dieser neuartigen Werkstoffe und auch die Analyse der Zusammenhänge zwischen Materialzusammensetzung und Verarbeitungsverhalten im Vordergrund.

Interessante Techniken

Doppelgreiferwebmaschine mit Jacquardtechnologie zur Herstellung ein- und mehrlagiger technischer Textilien

Technische Daten:

  • Doppelgreifer
  • Jacquard-Aufsatz
  • Webbreite 50 cm
  • Spulengatter für 3.456 Spulen

Herstellungsmöglichkeiten technischer Gewebe:

  • Zweidimensionale Gewebe
  • Abstandsgewebe (Abstände bis 40 mm)
  • Integration von Matrixgarnen im textilen Halbzeug
  • Mehrlagengewebe
  • Hybridgewebe
  • Funktionsintegration
  • Lastpfadgerechte Herstellung von Hybridfaserverbundwerkstoffen

Einsatzgebiete:

  • Entwicklung anwendungsspezifischer textiler Halbzeuge aus hybriden Materialsystemen
  • Bereitstellung kostenoptimierter, nachhaltiger Hochleistungsverbundwerkstoffe mit möglichst hohem biogenem Anteil
  • Kombination aus Biokunststoff-, Natur-, Glas-, Carbon- und synthetischen Polymerfasern
  • Recyclierbarkeit

 

Faserspritzanlage

Technische Daten und Ausstattung:

  • Reproduzierbares, industrielles Schneiden von Naturfasern, Kohlenstofffasern, Hybridfasern, spröden Fasern (Glas, Basalt), zähelastischen Fasern (thermoplastischen Kunststofffasern) etc.
  • Transport von vier Garnen bzw. Rovings gleichzeitig über separate Schläuche
  • Schnittleistung je nach Faserart: 5 bis 25 kg/h
  • Prozesssichere Faserlänge: 1-100 mm
  • Stufenlos variable Schnittlänge im laufenden Prozess
  • Einsatz handelsüblicher sowie neuentwickelter Polymermatrices (Epoxid, Polyurethan usw.)
  • Verarbeitung von 2K-Harzsystemen
  • Viskosität: < 3.000 mPas
  • Bauteilgewicht: bis max. 400 kg
  • Bauteilgröße: bis ca. 1.000 mm x 1.000 mm

Einsatzgebiete:

  • Ressourcenschonende und verschnittarme Produktion
  • Herstellung großflächiger und komplexer Bauteile
  • Kosteneinsparung durch endkonturnahe Fertigung
  • Prozessstufen wie Erzeugen eines Textils, Zuschnitt und Drapieren entfallen
  • Einzigartige Bauteileigenschaften durch gezielte Anpassung des Flächengewichts und der Faserschnittlänge an die Bauteilgeometrie ("Tailored Composites")
  • Lokale, spezifische Eigenschaftsprofile eines Bauteiles gemäß Bauteilbelastung
  • Einzigartige Kombination bis dato industriell nicht schneidbarer Fasern bei variabler Schnittlänge und gleichzeitigem »Harzbeaufschlagen« (nasse Fasern spritzen) in Anwendungen 2D, 2 ½ D und 3D
  • Einbringen von Inserts ins Bauteil, wie z. B. Verbindungselemente, Gewinde usw.
  • Senkung der Investitions- und Produktionskosten
  • Leichte Integration in bestehende Fertigungslinien

 

Wasserstrahlschneidanlage

Funktion: Durch das Wasserstrahlschneiden können praktisch alle Materialarten rein mechanisch und ohne thermische Einbringung hochpräzise bearbeitet werden. Für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe wird in der Regel reines Wasser zum Wasserstrahlschneiden genutzt, bei Bedarf kann dem Wasser ein hartes pulverförmiges Material zugesetzt werden, um Abrasivschneidvorgänge zu realisieren.

Technische Daten:

  • Arbeitsbereich X/Y-Achse: 2.020 x 1.020 mm
  • Arbeitsbereich Z-Achse: 200 mm
  • Schneidgeschwindigkeit: 1 bis 30.000 mm/min
  • Positionier- und Wiederholgenauigkeit: +/- 50 µm
  • Pumpendruck: 300 bis 3.800 bar (stufenlos)
  • Auflagegewicht: max. 1.000 kg/m²

 

Ausstattung

  • Vakuuminfusionsanlage inkl. Zubehör
  • Rucks Handhebelheizpresse
  • Anlagen zur händischen Oberflächenmodifizierung von Garnen und Geweben sowie Einzelfasern
  • Doppelgreiferwebmaschine mit Jacquardtechnologie zur Herstellung ein- und mehrlagiger technischer Textilien
  • Faserspritzanlage
  • Diamantprobensäge
  • CNC-Fräse zur Probenvorbereitung
  • Rucks Unterkolbenpresse in Säulenbauart
  • Wasserstrahlschneidanlage
  • Paternoster

Impressionen

Das Team

Laboringenieur