Die generative Fertigung mit Faserkunststoffverbunden birgt eine hohes Potential für den Multimaterial-Leichtbau und vor allem für die Gestaltoptimierung von Strukturbauteilen. An der TU Dresden ist eine modulare 3D-Fertigungsanlage für faserverstärkte Hochleistungskunststoffe entstanden.
Die Anlage basiert auf dem Fused-Layer-Modeling, das es erlaubt, Objekte schichtweise aufzubauen und innerhalb einzelner Bereiche verschiedene Materialien zu kombinieren. Ihr Systemdruckkopf kann auch Hochleistungsmaterialien effizient verarbeiten und erreicht einen besonders hohen Faservolumengehalt. So entstehen weniger poröse Bauteile mit hohen Steifigkeiten und einer hohen Festigkeit in der generativen Faserverbundstruktur.
Die Forscher planen in einem weiteren Schritt, komplexe generativ gefertigte Strukturbauteile mit Hilfe numerischer Simulationsverfahren einsatzgerecht auszulegen. Die Endlosfasern könnten so beispielsweise lokal variabel plaziert werden, so dass lastpfadgerechte Strukturen innerhalb der einzelnen Bauteilschichten abgelegt werden können und somit die Bauteile leichter werden können.
Aktuelle Forschungsaktivitäten befassen sich zudem mit der roboterbasierten Pfadablage auf mehrfach gekrümmten Grundstrukturen, um diese hochflexibel und ohne zusätzliche Werkzeuge funktionalisieren zu können.
Bild oben: ILK-Wissenschaftler Andreas Borowski prüft ein generativ gefertigtes endlosfaserverstärktes CF-PEEK-Bauteil. (Quelle: TU Dresden)
Quelle und weitere Infos: Werkstoffzeitschrift, TU Dresden
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