FlexForCFK

Entwicklung eines prozessautomatisierten formflexiblen Werkzeugs zur Herstellung von CFK-Bauteilen


Prof. Dipl.-Ing. Christoph Maurer
Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik, 3


Von Sportgeräten über Automobile bis hin zur Baubranche: Kohlenstoff- oder Carbonfaser verstärkte Kunststoffe (CFK) finden in immer mehr Bereichen Einsatz. Und auch die Prognosen für die Zukunft sind gut. Dies liegt nicht nur an den hervorragenden mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs, sondern auch an der enormen geometrischen Gestaltungsfreiheit die die Faserverbundtechnologie mit sich bringt.


Die Technologie hat jedoch einen Haken. Bauteile aus Carbon sind sehr teuer. Dies liegt zum einen an dem hohen Preis für die Fasern, zum anderen aber auch an den sehr hohen Prozesskosten. Bisherige Verfahren zur konventionellen Formerstellung benötigten einen hohen Einsatz von Material, Energie und Personal und haben lange Laufzeiten. Hinzu kommen hohe Recyclingkosten.


Dies führt besonders bei kleinen Stückzahlen, wie bei Sonderanfertigungen oder im Prototypenbau üblich, zu enormen Aufwendungen, die für den Herstellungsprozess und speziell für den Formenbau anfallen. Hier setzt das Projekt „FlexForCFK“ an mit der Entwicklung eines ressourcenschonenden und preisgünstigen Verfahrens.


Das Konzept sieht folgende Schritte vor: Vor Beginn der Fertigung werden 3D-CAD-Daten einem Fertigungscheck unterzogen. Hier wird überprüft, ob die Bauteile mit der FlexForCFK-Anlage gefertigt werden können und inwieweit zusätzliche Rapid Tooling Einsätze zur Darstellung komplexer Geometrien erforderlich sind. Dieser Fertigungscheck erfolgt auf der Basis einer wissens- und algorithmenbasierten Datenbank, die im Zuge des Projekts aufgebaut wird. Ist die Fertigbarkeit geklärt, wird die Geometrie des CAD-Modells in Ansteuersignale für die Aktuatoren der Anlage umgewandelt die sich auf die gewünschte Kontur einstellt. Im Bedarfsfall können zusätzlich die Rapid Tooling Einsätze aufgesetzt werden.


Das Vorhaben ist im Rahmen der ausgewiesenen Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung dem Bedarfsfeld "Klima/Energie" zugeordnet und zählt innerhalb der Hochschule München zu dem Forschungsschwerpunkt „Produktion und Werkstoffe“. Die Gesamtprojektleitung liegt bei Prof. C. Maurer, Hochschule München. Herr Matthias Wimmer übernimmt die technische Projektleitung für das Teilprojekt München.


Ziele:

  • Entwicklung eines formflexiblen Werkzeugs mitsamt zugehöriger Prozesskette
  • Aufbau einer wissens- und algorithmenbasierten Datenbank für den Fertigungscheck von Bauteilen
  • Verkürzung des bisher sehr aufwendigen und langwierigen Prozess der Prototypen- und Kleinserienherstellung



Das Forschungsprojekt wurde vom 01.10.2013 - 31.03.2017 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderlinie „FHprofUnt“ gefördert.



Prof. Dipl.-Ing. Christoph Maurer
Raum: R 5.029

Tel.: 089 1265-3359
Fax: 089 1265-3399

Profil >