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EFB-Forschungsbericht Nr. 535

Entwicklung von flächigen Metall-FKV-Übergangsstrukturen für den Multimaterialleichtbau

efb535

Verfasser:
Dr. Cornelia Sennewald, Dr.-Ing. Gerald Hoffmann, Prof. Dr.-Ing. Chokri Cherif, Professur für Textiltechnik am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik, Technische Universität Dresden - Dr.-Ing. Daniel Weck, Prof. Dr.-Ing. Hubert Jäger, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden

118 Seiten (sw, 69 teils farbige Abb., 24 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-591-6

Preis (Digital) EUR 70,00

Preis (Print) EUR 88,00

Zusammenfassung

Das Ziel dieses Projektes war die simulationsgestützte Entwicklung neuartiger Metall-Faserkunststoffverbund-(FKV)-Übergangsstrukturen, die eine gute Verbindungsfestigkeit zwischen den artungleichen Verbundkomponenten Metall und FKV sicherstellen.

In diesem interdisziplinären branchenübergreifenden Projekt wurde eine geschlossene Prozesskette erarbeitet, die sowohl die Entwicklung und Fertigung von hochbelastbaren gewebten Metall-FKV-Übergangsstrukturen als auch die simulationsgestützte Weiterverarbeitung zu Metall-FKV-Verbunden beinhaltet.
Diese Übergangsstrukturen basieren auf Geweben, die sich durch die kombinierte Verarbeitung von Drähten und Glasfasergarnen in Kett- und Schussrichtung auszeichnen. Zur Realisierung einer möglichst belastbaren Verbindung der Metall- und der FKV-Komponenten durch die Metall-FKV-Übergangsstruktur weist diese durch die entwickelten Bindungen an den Außenseiten jeweils nur eine Materialart auf.

In iterativen Schritten erfolgte die Entwicklung der Bindungen sowie der Werkzeug- und Fertigungskonzepte, die basierend auf den Post-Mould-Assembly (IMA) - bzw. In-Mould-Assembly-Verfahren (PMA) eine bestmögliche Verbundbildung der Halbzeuge und damit bestmögliche Kennwerte der Metall-FKV-Verbindungen ermöglichen. Mit der ermittelten Bestlösung wurde ein Technologiedemonstrator umgesetzt, der die Leistungsfähigkeit dieser neuartigen Verbindungsmöglichkeit von Metall- und FKV-Strukturen verdeutlicht.

Die Forschungsergebnisse leisten einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Metall-FKV-Übergangsstrukturen mit guter Verbindungsfestigkeit und gutem Energieabsorptionsvermögen. Dies stellt einen erheblichen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen, KMU-dominierten Textil-, Verbundhersteller und Metallbauer sowie der Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbauer dar.

Das IGF-Vorhaben „Entwicklung von flächigen Metall-FKV-Übergangsstrukturen für den Multimaterialleichtbau" der Forschungsvereinigungen  Forschungskuratorium Textil e.V. und EFB e.V. wurde unter der Fördernummer AiF 18930BR über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 535 erschienen und bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.

 

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1 Wissenschaftlich-technische und wirtschaftliche Problemstellung
2 Stand der Forschung und Entwicklung
2.1 Internationaler Stand
2.2 Eigene Vorarbeiten
3 Arbeitshypothese und Lösungsweg
3.1 Arbeitshypothese
3.2 Lösungsweg
4 Durchgeführte Projektbearbeitung und erzielte Ergebnisse
4.1 Materialauswahl und Präzisierung der Anforderungen (AS 1)
4.2 Bindungstechnische Entwicklung von Textilen Übergangsstrukturen (AS2)
4.3 Konzeptentwicklung für Hybridbauteile mit textilen Übergangsstrukturen (AS 3)
4.4 Entwicklung von textilen Übergangsstrukturen (AS 4 – 6)
4.4.1 Einführung
4.4.2 Konstruktive technologische Webmaschinenmodifikationen
4.4.3 Entwicklung einer textilen Übergangsstruktur für stoffschlüssige Verbindungen mit hoher Steifigkeit V1
4.4.4 Entwicklung einer textilen Übergangsstruktur für stoffschlüssige Verbindungen mit hoher Elastizität V2
4.4.5 Entwicklung einer textilen Übergangsstruktur für formschlüssige Verbindungen mit hoher Zähigkeit V3
4.5 Entwicklung angepasster Werkzeugkonzepte (AS 7)
4.6 Experimentelle Umsetzung der entwickelten Konzepte für Metall-FKV-Übergangsstrukturen und Herstellung der Funktionsmuster (AS 8)
4.7 Experimentelle Umsetzung und Charakterisierung (AS 9)
4.8 Fertigung und Bewertung des Technologiedemonstrators (AS 10)
5 Wirtschaftliche Bewertung und Handlungsanweisung (AS 10)
6 Zusammenfassung und Ausblick
7 Nutzen der erzielten Ergebnisse insbesondere für KMU
8 Literaturverzeichnis