ISBN 9783843925037

978-3-8439-2503-7, Reihe Luftfahrt

Nicolas Schur
Drapieren und Handhaben von unidirektionalen Faserhalbzeugen in einer automatisierten Prozesskette zur Herstellung komplexer Preforms

347 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2016), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) sind für Leichtbauanwendungen prädestiniert. Unter anderem wegen ihrer hohen Herstellkosten werden tragende FKV-Bauteile bisher nicht großflächig im Automobil eingesetzt. Mit Hilfe einer Legeanlage sind Unidirektionalgelege (UDG) in beliebigen Konturen verschnittarm herstellbar, wodurch die Herstellkosten für FKV-Bauteile reduziert werden können. Durch Verwendung von UDG ist das Laminat lastfallgerecht anpassbar. Die Fasereigenschaften können besser ausgenutzt werden. Jedoch ist UDG schlecht drapierbar.

In der Arbeit wird ein Algorithmus zur Aufteilung komplexer Bauteiloberflächen in einzeln zu drapierende Bereiche vorgestellt. Vorgaben durch die Konstruktion sowie Einschränkungen durch das Faserhalbzeug und durch das Drapierverfahren werden dabei systematisch von Vornherein berücksichtigt. Mit Hilfe des Algorithmus werden exemplarische Schalenbauteile in mit UDG drapierbare Bereiche aufgeteilt. Zur Drapierung der UDG-Zuschnitte wird ein Drapierwerkzeug entwickelt und erprobt. Zur Einbindung des Drapierwerkzeuges in eine Prozesskette werden bauteilflexible Handhabungsmodule entwickelt und die Prozessschritte im Labor verkettet. Auf Basis der erprobten Prozesskette wird ein Produktionskonzept zur Preformherstellung für ein komplexes Schalenbauteil erstellt und im Hinblick auf seine Wirtschaftlichkeit mit einem heute in Betrieb befindlichen Konzept zur Herstellung komplexer Preforms verglichen.