ISBN 978-3-8439-2235-7

978-3-8439-2235-7, Reihe Luftfahrt

Stefan Carosella
Analyse und Verbesserung des Faserablegeverfahrens Tailored Fibre Placement zur kostenoptimierten Preformherstellung

170 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2015), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe haben ein großes Potenzial, metallische Werkstoffe in verschiedenen Anwendungsfeldern zu verdrängen. Der erreichbare Festigkeits- und Gewichtsvorteil ist dabei stark abhängig von der Faserarchitektur innerhalb des Bauteils. Ein Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen (FVK) ist nur bei ausgeprägten Lastfällen und mit automatisierten Fertigungsverfahren effizient umsetzbar. Das Tailored Fibre Placement Verfahren (TFP) ist ein solches Fertigungsverfahren, bei dem gezielt und nahezu verschnittfrei die Fasern automatisiert in der Ebene abgelegt werden können.

Die vorliegende Arbeit erzeugt ein tiefes Prozessverständnis durch eine Analyse der TFP-Prozesskette. In dieser Analyse wird besonderes auf die textiltechnischen und faserverbundtechnischen Zusammenhänge im TFP-Prozess eingegangen und dabei die gegliederten Prozessbestandteile in ihren spezifischen Eingangsgrößen sowie die beeinflussten Zielgrößen qualitativ untersucht.

Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit stellen die Wechselwirkungen zwischen den verwendeten Materialien, den unterschiedlichen Prozessparametern und den Material- und Ablegeeigenschaften dar. Sie zeigen weiterhin, dass sich TFP-Preforms – unter Verwendung geeigneter Prozessmaterialien und Prozessparametereinstellungen sowie eines neuen Faserführungssystems – kosteneffizient fertigen lassen.