Flexibles Bearbeitungszentrum zur Fertigung von Werkstücken aus Faserverbund-Metall-Hybridwerkstoffen und anderen nichtmetallischen Werkstoffen

• Subject Area: Materials Engineering
• Term: Funded in 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 276711422

Die Wirtschaftlichkeit der Großserienproduktion von Leichtbau-Strukturen hängt entscheidend von der Konstruktionsweise, den Materialien und der Produktivität der Fertigungsabläufe ab. An der TU Braunschweig werden hierfür Hybridverbunde aus Faserverbundkunststoff (FVK) und Metall untersucht. Weitreichende kooperative Forschungsaktivitäten erarbeiten die hierfür erforderlichen Aspekte für die gesamte Produktentstehungs- und Produktionskette. In der Produktionsprozesskette besteht ein Bedarf für trennende Prozessschritte, z.B. in Form von Bohrbearbeitungen zur Fügevorbereitung. Für diesen Bedarf sollen mit Hilfe des hier beantragten Großgerätes Zerspanungsverfahren erforscht werden. Forschungsziel ist es, funktionale Vorteile im Bauteil zu realisieren und Anforderungen für die zukünftige Maschinentechnik abzuleiten. Beispielsweise soll der Formenbau für hybride Bauteile erforscht werden, bei dem formvariable sowie Formen aus nichtmetallischen Werkstoffen (z.B. Holz, FVK, Kunststoffe) eingesetzt werden sollen. Für die Vorbereitung der Metall-Halbzeuge sollen innovative Oberflächenzerspanungsverfahren und -werkzeuge erarbeitet werden, die Haftstrukturen auf mehrdimensionalen Freiformflächen aufbringen, um die Verbindungsfestigkeit im Hybridverbund zu erhöhen. Für die Nachbearbeitung hybrider Materialverbünde sollen Zerspanungsverfahren und -werkzeuge für komplexe Bauteile erarbeitet werden, die für diese neuartige Materialkombination wirtschaftliche Zerspanungsleistung und - qualität bieten. Die wesentlichen Forschungsherausforderungen für die Maschinentechnik, die Werkzeuge und die Prozessführung resultieren aus dem Hybridwerkstoff aus Stahl und FVK. Das beantragte Großgerät schließt die bisherige Prozesskette im Labor für die Herstellung hybrider Bauteile und bietet eine geeignete Experimentalumgebung für die erfolgreiche und grundlegende Entwicklung und Erforschung der kompletten Prozessschritte zur Herstellung von FVK-Metall-Hybridwerkstoffen.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: Flexibles Bearbeitungszentrum zur Fertigung von Werkstücken aus Faserverbund-Metall-Hybridwerkstoffen und anderen nichtmetallischen Werkstoffen
• Instrumentation Group: 2030 Fräsmaschinen
• Applicant Institution: Technische Universität Braunschweig
• Leader: Professor Dr.-Ing. Klaus Dröder