Page - 3 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

1. EINLEITUNG 3 Überblick zur Prozesskette bei der Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischemFKV zu erhal- ten, ist inAbbildung1.2eineexemplarischeFolgederVerarbeitungsschrittedargestellt.Einigeweitere VariantenderProzesskette zurHerstellungvonthermoplastsichenFKVsinddieVerarbeitungvonHy- bridgarnen [3], diverse Tapelegeverfahren [4] und In-Situ-Polymerisation [5]. Da sich die Forschung imBereichderHertsellungprozesse für thermoplastischeBauteile rasant voranbewegt,wird andieser Stelle auf eine vollständige Auflistung der Verfahren verzichtet. Bei einemBlick auf die Fertigungs- Abbildung 1.2: ExemplarischeProzesskettederHerstellungundVerarbeitungeinesKarosseriebauteils aus thermoplastischemFaser-Kunststoff-VerbundmitOrganoblechen. technologienderProzesskette zeigen sichParallelen zurheutigenStahl-Schalen-Bauweise inderAuto- mobilindustrie.NebenProzesszeitenvonwenigenSekundenundeinerMinuteergibt sichhierdurchdie Möglichkeit der Erhöhung des Ausbringungsvolumens durch die Skalierbarkeit der Herstellprozesse. Als Beispiel soll hier der Spritzgussprozess genannt werden, welcher bereits in der aktuellen Serien- fertigung der Automobilindustrie eingesetzt wird. Ebenso stellen sich neuere Fertigungstechnologien wie das SpriFormen als sehr geeignete Verfahren für die Großserienfertigung dar [6]. Dies wirkt sich wiederumgünstigaufdieWirtschaftlichkeitderFertigungstechnologienundsomitderStückzahlpreise aus.Richtet sich derBlick auf dieHerstelldauer undProzesszeit, so bestätigt sich das hohePotential für die automobile Serienfertigung bei derKombination des Spritzgussprozess und des Thermoform- prozesses in denUntersuchungen imRahmendesBMBF-Verbundprojektes zumSpriFormen [6]. Neben derBetrachtung derProzessoptimierung undderVerbesserung der ökonomischenKennzahlen nimmtmitdemEinsatz thermoplastischerTextile inderFarzeugtechnikdieBedeutungder simulative Abbildung der Prozesskette von der Faser bis zum fertige Fahrzeug ein wichtiges Entwicklungsfeld dar (QuelleModler). Ist der Einsatz thermoplastsicher Textilemit Verstärkungsfasern ausGlas und Carbon zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften in der Luftfahrt und insbesondere in der Fahrzeugtechnik (vergleiche (vgl.) Abbildung 1.3) seit einigen Jahren zentrales Forschungsfeld des Leichtbaus, beschäftigen sich Forschungsprojekte wie etwa das SFB 639 der Deutsche Forschungsge- meinschaft (DFG)[7]mitderAnwendung„smarter“TextilienumhierdurchSensorikundConnectivity nicht durch zusätzlicheKomponenten, sonderndurch eingebettete „smarte“Fasern indie vorandenen Fahrzeugstruktur zu bringen.DieGestaltung vonFaserverstärkterThermoplast (engl. FiberReinfor- cedThermoplastics) (FRTP)-Bauteilen alsHybdird YarnTextile Thermoplastic (HYTT), ermöglicht ebenso die situationsbedingte Veränderung der machanischen Eigenschaften der Bauteile wie auch eine bessereÜberwachungderBelastungszuständeundLebensdauer [8]. In diesemForschungsprojekt wurden an der TUDresden hochautomatsierte Fertigunstechniken für die Großserienproduktion un- tersucht. Hierbei werden die klassiche Textilverarbeitungstechniken Flechten,Weben und Vernähen