Kompetenzfeld

Molding & Joining Technologies

Umformen und Fügen von Composites

Programmbereich Verarbeitungstechnik

Das Kompetenzfeld

Das Kompetenzfeld befasst sich mit dem Thermoformen thermoplastischer Verbundwerkstoffe, mit Kombinationstechnologien unter Einbeziehung des Spritzgießens, mit LCM-Prozessen (=Liquid-Composite-Molding) sowie mit Schweißtechnologien. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Herstellung hochintegrierter Hybridbauteile, insbesondere auch auf Basis von Hochleistungsthermoplasten sowie auf der effizienten Kombination kontinuierlicher und diskontinuierlicher Verstärkungen. Um das Leichtbaupotenzial zu maximieren und dabei den Materialeinsatz zu minimieren, ist der Einsatz von zellulären Materialien von besonderem Interesse. Daher sind auch Technologien zur Fertigung thermoplastischer Schaumstrukturen Gegenstand der Arbeiten in diesem Kompetenzfeld. Dazu gehört insbesondere auch der Einsatz des thermoplastischen Schaumspritzgießens. Darüber hinaus werden Ansätze zur Herstellung geometrisch komplexer, recycelbarer Monomaterial-Sandwichstrukturen erforscht. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung effizienter Fügetechnologien für thermoplastische Verbundwerkstoffe sowie Metall-FKV-Hybridmaterialien, die vorwiegend auf dem Induktionsschweißen basieren.

Branchen & Anwendungen

Branchen
Anwendungen (Beispiele)
Energie
Diverse
Maschinenbau
schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile
Automobilbau
Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen
Luft- & Raumfahrt
Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats
Baugewerbe
Faserverstärkter Beton
Maschinenbau
Polymere Gleitlager und komplexe Bauteile
Automobilbau
Strukturbauteile & Sekundärstrukturen
Luft- & Raumfahrt
Sekundärstrukturen
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile, Kolben- und Walzenbeschichtungen, Rotor-/Statorsysteme
Automobilbau
Lager und Lagerwerkstoffe
Baugewerbe
Dauerhafte Armierungen, Isolationsschäume
Energie
Zähmodifizierte Polymermatrizes
Maschinen- und Anlagenbau
Walzenbezüge, Gleitlager
Luft- & Raumfahrt
Multifunktionale Matrizes
Mobilität
Biobasierte Schäume, Tribologische Beschichtungen
Medizintechnik
Röntgentransparente Implantate
Maschinen- und Anlagenbau
Werkstoffintegrierte Sensoren
Mobilität
Adaptive aerodynamische Elemente
Energie
Druckbehälter, Hochspannungsisolatoren, Kraftstofftanks, Rotor-Getriebe-Welle (Windkraft)
Sport & Freizeit
Fahrradzubehör (z.B. Flaschenhalter, Ritzel oder Lenker), Schläger (z.B. für Tennis oder Hockey), Sportschuhe (3D-gedruckte individuelle Sohle)
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile, Wellen, Prototypen, Motoreinhausungen, Spalttöpfe
Automobilbau
Karosseriestrukturen, Antriebswellen, Strukturbauteile, Kraftstofftanks, Druckbehälter
Luft- & Raumfahrt
Rumpf- und Leitwerkstrukturen, Stabstrukturen, Fensterrahmen, ISO-Grid-Strukturen
Energie
Infusionssimulation für Rotorblätter
Sport & Freizeit
Drapiersimulation für Helme
Mobilität
SMC-Pressformsimulation für Automobilkarosserieteile und Thermoformsimulation von Flugzeugstringerprofilen
Energie
Diverse
Maschinenbau
schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile
Automobilbau
Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen
Luft- & Raumfahrt
Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats
Energie
Infusionstechnologien für Rotorblätter
Sport & Freizeit
Feststoffharze für den Yachtbau
Mobilität
Datenerfassung und durchgängige RTM-Simulationsketten
Energie
Windkraftblätter, Speichersysteme
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile
Automobilbau
Fahrwerkstrukturen
Maschinenbau
Hochbeschleunigte Maschinenteile, Gehäuse
Automobilbau
Stoßfängerträger, Crashabsorber, Innenverkleidungsteile
Luft- & Raumfahrt
Verbindungen, Streben
Energie
Druckbehälter, Rotorwellen
Medizintechnik
Röntgentransparente Implantate, Orthesen
Sport & Freizeit
Fahrradrahmen
Maschinenbau
Schnell bewegte Maschinenteile
Automobilbau
Karosserie- und Fahrwerkstrukturen
Luft- & Raumfahrt
Rumpf- und Leitwerkstrukturen, Hochauftriebskomponenten

Spezielle Leistungsmerkmale

  • Kombination von kontinuierlicher / diskontinuierlicher Faserverstärkung
  • Entwicklung von speziellen Profilformen - offen und geschlossen - in
  • Technologie des kontinuierlichen Formpressens (CCM)
  • Ausrüstung im industriellen Maßstab:
    • Kontinuierliche Kompressionsformpresse
    • Spritzgießen von Verbundwerkstoffen
    • Resin Transfer Molding (duroplastisch und thermoplastisch)
    • Mehrere parallel gesteuerte Pressen mit bis zu 2.500 t Presskraft und Aufspannflächen von bis zu 2 m x 3 m, IR-Feld und integrierter Spritzgießeinheit für hybrides Thermoformen und Umspritzen
    • Schweißroboter
    • Verschiedene Prüfstände für das Induktionsschweißen
  • Schaumstoffkernmaterialien für thermoplastische Sandwichstrukturen
  • LCM - alles aus einer Hand: Werkzeugkonstruktion, Materialauswahl, Fertigung, Prüfung
  • In-line und off-line Prozessüberwachung
  • Digitales Mapping von Prozessketten

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Verstärkungsfasern GF, CF, rCF, NF, AF in textiler Form sowie als Schnittfasern
  • Kombinationen von kontinuierlich und diskontinuierlich verstärkten Systemen
  • PP, PA, PPS, PEI, PEEK, PU, EP, UP, Biopolymere, Vitrimere, etc.

Typische Fragen

  • Wie können hochintegrierte und recycelbare Verbundwerkstoffteile bei minimaler Zykluszeit hergestellt werden?
  • Wie können thermoplastische Sandwichstrukturen zur Elektromobilität beitragen?
  • Wie kann die Fügequalität von Schweißverbindungen vorhergesagt werden?
Molding & Joining Technologies
IVW Schriftenreihe

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld