Schaumkerne für Verbundsandwichstrukturen drucken

Schaumkerne für Verbundsandwichstrukturen drucken

Links: Druckversuche bionisch geformter Kerne, rechts: Druckversuche auf Carbontextil. (Quelle: ConsiderIT | ingenieur.de)

Eine wichtige Hürde, die besonders KMU daran hindert, faserverstärkte Kunststoffe (FVK) in Serie einzusetzen, ist häufig die notwendige Investition in Fertigungsanlagen. Diese müssen erschwinglich sein, effektiv produzieren und dabei sollten sie maximal produktionsflexibel sein. Eine Möglichkeit zeigt ein Beitrag der RWTH Aachen auf ingenieur.de auf, die ein neues Forschungsprojekt mit Fokus auf einer kostengünstigen Lösung vorstellt.

Im Beispiel geht es um die besonderen Herausforderungen bisher (halb)manuell gefertigter Flügelholmstrukturen aus FVK für Luftsportgeräte. Um ihre Aufgaben – strukturelle Verstärkung und Übertragung von Kräften – erfüllen zu können, müssen sie belastungsgerecht konstruiert sein. Deshalb variieren die Querschnitte und zusätzlich werden Schaum-/Sandwichkerne integriert.

Ziel des vorgestellten Projektes ist, ein Verfahren zu entwickeln, um komplexe topologieoptimierte Faserverbundstrukturen in Integralbauweise herzustellen.

„Hierzu werden nach der Auslegung bionische Verstärkungskerne auf vorimprägnierte Halbzeuge (sogenannte Prepregs) additiv gefertigt. Durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren wird es möglich, neuartige bionische Designs von Bauteilen zu fertigen. Die Adaption bionischer Prinzipien für den Leichtbau führt zur Reduktion des Bauteilgewichts und zur Steigerung der mechanischen Eigenschaften. Additiv gefertigte bionische Strukturen können auf den vorliegenden Lastfall ausgelegt werden. Das Bauteilgewicht soll so im Vergleich zum Stand der Technik um mindestens 20 Prozent reduziert werden.“
Quelle: Ingenieur.de, Dezember 2020

Nach erfolgreichen Teilergebnissen wird nun eine Prozesskette entwickelt, auf der Demonstratorbauteile gefertigt werden. Neben einem geringen Marktpreis steht die Flexibilität des Prozesse im Vordergrund. Daher soll ein 3-D-Druck-Portal so ausgelegt werden, dass die Versteifungsstrukturen über ein Schienensystem abschnittsweise aufgedruckt werden können.

Mit dem Gesamtsystem sollen Bauteile mit maximal 1 m Breite und 4 m Länge gefertigt werden können.


Quelle und weitere Infos: Ingenieur.de

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