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Funktionsintegrierte Prozesstechnologie zur Vorkonfektionierung und Bauteilherstellung von FVK-Metall-Hybriden

Motivation und Fragestellung

Um das wirtschaftliche Potenzial des FVK-basierten Leichtbaus zu steigern, wird die Herstellung von Komponenten mit einer bauteilintegrierten Hybridisierung angestrebt. Hierbei werden unterschiedliche Materialien mit verschiedenen Eigenschaften zu einem Bauteil kombiniert, wodurch eine Funktionalisierung (mechanisch, thermisch, akustisch und elektrisch) der einzelnen Werkstoffe ermöglicht wird.

Mit dem Ansatz einer bauteilintegrierten Hybridisierung geht die Notwendigkeit zur Entwicklung entsprechender Produktionstechnologien einher, welche es ermöglichen entsprechende Bauteilkomplexitäten (z.B. für den lastpfadgerechten Aufbau) automatisiert und effizient in einer durchgängigen Prozesskette herstellen zu können. Aufgrund der meist werkstoff- und bauteilspezifisch ausgelegten Fertigungstechnologien, ist die Fertigung von schalenförmigen Bauteilen im Multi-Material-Mix mit den heute verfügbaren Verfahren, Anlagen- und Werkzeugtechnologien nicht wirtschaftlich. Daher werden Prozessketten benötigt, welche über die bisher werkstoffspezifisch orientierter Anlagenkonzepte hinausgehen und eine hohen Automatisierungsgrad sicherstellen.

Projektziele und -inhalte

Das Verbundprojekt zielt auf die Bereitstellung einer Produktionstechnologie und den Aufbau einer durchgängigen Prozesskette zur großserientauglichen Herstellung von schalenförmigen faserverstärkten Thermoplast-Metall-hybriden Strukturbauteilen ab. Sie soll es ermöglichen, lastpfadoptimierte und funktionsintegrierte Bauteile durch den Einsatz von vorkonfektionierten Multi-Material-Vorformlingen (Metall und FVK) herzustellen und somit Bauteile ohne weitere Fügeoperationen in einem (kombinierten) Umform-/Urform-Prozess in einem Takt zu fertigen. Die Umsetzung der Prozesskette erfolgt anhand der Fertigung eines Demonstratorbauteils in der Open Hybrid LabFactory.