Zeit- und kosteneffiziente Prozess- und Produktentwicklung für den Hochleistungs-Faserverbundleichtbau mittels Nasspresstechnologie

Großserientaugliche Produktionsprozesse von Hochleistungs-Faserverbundkunststoffen stellen aufgrund der gewünschten Prozesseffizienz bei gleichzeitiger Realisierung herausragender gewichtsspezifischer Materialeigenschaften ein wichtiges, zukunftsträchtiges Themenfeld dar. Im Automotive-Bereich kommen diese Prozesse verstärkt zur Anwendung, insbesondere bei Premiumfahrzeugen und im Rahmen der E Mobilität. Der erheblichen Gewichtseinsparung und hohen Energieeffizienz von Leichtbaustrukturen stehen bisher jedoch noch hohe Entwicklungs- und Stückkosten (Material, Prozessaufwand) gegenüber. Neben den verschiedenen Varianten der Resin Transfer Moulding (RTM) Technologie bietet sich zur Herstellung leichter, komplex geformter Strukturbauteile das Nasspressverfahren als Großserienanwendung an. Durch Parallelisierung von Prozessschritten in Verbindung mit hochreaktiven Harzsystemen können niedrigere Zykluszeiten erreicht werden als beim RTM-Verfahren. Da für den Nasspressprozess bisher weder ein umfassendes physikalisch-basiertes Prozessverständnis, noch Methoden zur virtuellen Prozesssimulation und -optimierung existieren, besteht ein erheblicher Forschungsbedarf für eine ressourceneffiziente Prozess- und Bauteilentwicklung [1]. ... mehr
Die Forschungsbrücke „KIT – Uni Stuttgart“ baut auf der langjährigen wissenschaftlichen und strategischen Zusammenarbeit der Leichtbau-Institute des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT-FAST) und der Universität Stuttgart (IFB Stuttgart) auf und widmet sich der Erforschung und Weiterentwicklung des Nasspressprozesses (vgl. Abbildung 1). Dabei werden zwei unterschiedliche Prozessrouten grundlegend untersucht, modelliert, optimiert und bewertet. Besondere Herausforderungen sind die fundierte Material- und Prozessanalyse der Nasspresstechnologie sowie die Methodenentwicklung zur effizienten, virtuellen Prozess- und Bauteilentwicklung und die ganzheitliche Optimierung.