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TRR 402:  Intelligente Produktionstechnologien für Kunststoff-Leichtbaustrukturen mit belastungsdedizierter 3D-Gradierung der Verstärkungsarchitektur

Fachliche Zuordnung Maschinenbau und Produktionstechnik
Förderung Förderung seit 2025
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525069572
 
Zukünftige Technologie- und Produktentwicklungen werden an der Steigerung der Ressourceneffizienz für einen nachhaltigen Klimaschutz unter deutlicher Verringerung von Treibhausgasemissionen gemessen. Zur Durchsetzung der erforderlichen Maßnahmen bei mobilen Anwendungen besitzen Leichtbautechnologien für die Großserienfertigung von Bauteilen mit geringer Masse eine besonders große Breitenwirkung. Das Hauptanliegen des geplanten SFB/TRR ist dementsprechend die Erforschung von Wirkmechanismen für die Verschmelzung von kunststoffbasierten Technologien zur Herstellung von Leichtbaustrukturen, die eine belastungsdedizierte 3D-Gradierung der Verstärkungsstruktur aufweisen. Die Forschungsarbeiten fokus-sieren Kombinationstechnologien von kompossiblen In-line- und In-situ-Produktionsprozessen, die sich durch Großserientauglichkeit auszeichnen, insbesondere Spritzgießen und Pressen. Das Hauptaugenmerk wird auf Übergänge zwischen endloser und diskontinuierlicher Faserverstärkung gelegt. Auf Grundlage einer gekoppelten Simulation und multikriteriellen Optimierung erfordert die Hybridisierung derartiger Pro-zesse und Strukturen eine gezielte Anpassung von Werkstoff-, Geometrie- und Prozessparametern. Im Rahmen des CRC/TRR dienen die sogenannten elementary profile structure component (EPS) und die elementary flat structure component (EFS), die in den grundlegenden Fertigungsgruppen Spritzgießen bzw. Pressen untersucht werden, dem technologischen Nachweis der errechneten und optimierten Gradierung im Übergangsbereich FKV/Kunststoff. Im Vordergrund steht auf die Analyse und die Beherrschung der Prozesse zur schonenden Integration der lokal und global gradierten Halbzeuge sowie zur prozessinhären-ten Modifizierung der Faserarchitektur. Die zur Quantifizierung der Umweltauswirkungen von faserverstärkten Kunststoffkonstruktionen erforderli-chen Daten müssen durch die Einführung eines Produktlebenszyklusmanagements von der Entwurfsphase an unterstützt werden. Dies wird durch die Speicherung aller erforderlichen Daten und Parameter entlang der gesamten Wertschöpfungskette erlaubt, von den Anforderungen über die Geometrie, die Materialeigen-schaften und die Prozessbedingungen bis hin zum Strukturverhalten. Entscheidend ist dabei, dass die not-wendigen Parameter aus Sicht der Ökobilanzierung identifiziert werden und mit den Teilprojekten abge-stimmt werden, um einen ganzheitlichen Ansatz zu unterstützen. Für die Erforschung intelligenter kompos-sibler Produktionstechnologien werden erweiterte Methoden auf der Basis neuer Approximationsstrategien entwickelt. Eine umfassende Verarbeitung von Daten und Modellen aus dem Konstruktions-, Analyse-, Fertigungs- und Recyclingprozess ist notwendig, um eine entsprechende Rückkopplung in ein zentrales intelligentes Entwicklungs- und Produktionssystem (iDP-System) zu gestatten. Ausgehend von einem An-forderungskatalog für eine Leichtbaustruktur und vorgegebenen Optimierungskriterien generiert das iDP-System die bestmöglichen Lösung.
DFG-Verfahren Transregios
Internationaler Bezug Österreich

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Chemnitz
Beteiligte Hochschule Technische Universität Wien
 
 

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