HyFiVe

Über das Projekt:
Das Ziel des Vorhabens ist die gemeinsame Bauteil- und Prozessentwicklung sowie die Bereitstellung von geeigneten Fertigungs- und Werkzeugtechnologien zur serienfähigen Variantenfertigung von materialhybriden Leichtbaustrukturen. Die Technologieentwicklungen adressieren dabei die Entwicklung geeigneter funktionsintegrierter Halbzeuge, flexible und einfach skalierbare Produktions- und Handhabungstechnologien sowie additiv-subtraktive Fertigungsverfahren und Prozessstrategien.

Fragestellung / Motivation:
Während großserienfähige Fertigungsverfahren zur Herstellung von Hybridbauteilen erst sporadisch den Einzug in die industrielle Automobilproduktion gefunden haben und nach wie vor den Kern aktueller Forschungs- und Entwicklungsprojekte darstellen, ergeben sich aus fertigungstechnischer Sicht mit der Forderung nach einer hohen Variantenvielfalt neue Herausforderungen. Diese werden in der Wissenschaft und im produktionstechnischen Umfeld der Automobilindustrie zunehmend beschrieben und diskutiert. Es existieren allerdings bisher kaum geeignete Verfahren und Fertigungsprozessketten, um den technoökonomischen Anforderungen an eine großserienfähige Variantenfertigung von hybriden Fahrzeugbauteilen zu entsprechen.

In der Luftfahrtindustrie sind Strukturen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) bereits weitverbreitet, jedoch zeichnet sich die Produktion in diesem Industriezweig durch einen geringen Automatisierungsgrad aus. Die etablierten und oftmals durch händische Arbeit unterstützten Fertigungsverfahren lassen sich nur in einem begrenzten Rahmen skalieren. Durch den aktuell stattfindenden Wandel der Luftfahrtbranche und die Entwicklung elektrifizierter Luftfahrtkonzepte, werden neue Märkte, wie bspw. Urbain Air Mobility (UAM) erschlossen. Diese Märkte unterschieden sich sowohl in Stückzahlen sowie den technischen und ökonomischen Anforderungen von der konventionellen Luftfahrt.

Vorgehensweise und Projektziel:
Gesamtziel des Vorhabens „Forschungscampus Open Hybrid LabFactory: HyFiVe“ ist eine kombinierte Bauteil- und Produktionsprozessentwicklung zur serienfähigen Variantenfertigung von materialhybrien Leichtbaustrukturen. Innerhalb des Handlungsfeldes „Halbzeugentwicklung“ wird angestrebt, geeignete Halbzeuge zur Variantenfertigung unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderung im Bereich der elektrifizierten Automobil- und Luftfahrtindustrie bereitzustellen. Das Handlungsfeld „Pre- und In-Mould-Variantenbildung“ entwickelt Prozesstechnologien zur Variantenfertigung von hybriden Strukturen in einem integrierten Thermoform- und Fließpressverfahren, basierend auf der Herstellung formflexibler dreidimensionaler thermoplastischer Preforms. Das Ziel im Rahmen der „Post-Mould-Variantenfertigung“ ist die Beherrschung geeigneter additiv-subtraktiver Fertigungsprozesse zur Erweiterung des Strukturvariantenspektrums sowie zur prozessintegrierten Fertigung von Funktionselementen. Die entwickelten Halbzeuge und Fertigungstechnologien werden anhand von zwei Anwendungsfällen aus den Bereichen Automobilbau und Luftfahrt demonstriert.