Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der L\u00f6sungsansatz basiert auf einer Erfindung, die im Rahmen des geplanten Vorhabens realisiert werden soll. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass durch geeignete Verfahren, positionsoptimiert nur dort hochwertiges Filament- bzw. Garngut eingesetzt wird, wo das sp\u00e4ter konfektionierte Bauteil im hergestellten Fl\u00e4chengebilde liegen wird. Au\u00dferhalb der vom Bauteil liegenden Fl\u00e4chengebilde-Bereiche wird ein Filament, Garn oder anderes Gebilde \u00e4hnlicher Geometrie und Verarbeitbarkeit wie das Hauptmaterial eingesetzt. Allerdings wird dort ein Faser-\/Filamentrohstoff gew\u00e4hlt, der signifikant umwelt- und ressourcenschonender bereitgestellt werden kann, als das Hauptmaterial.
\nIm Bereich der Compositeherstellung – insbesondere bei der Verwendung von Carbonfasern – stellen die Materialkosten einen erheblichen Kostenanteil dar. Wenn bedacht wird, dass im fertigen Bauteil – bedingt durch Zuschnitt, Kontur und Lagenorientierung – in Extremf\u00e4llen nur 20 -30% des urspr\u00fcnglich hergestellten Fl\u00e4chengebildes oder Preforms genutzt werden, kommt einer Reduzierung des eingesetzten hoch-wertigen Materials auf die Nettokontur besondere Bedeutung zu.
\nDurch den Erfolg der Verfahrensentwicklung darf eine deutliche Verbesserung der wirtschaftlichen Chancen von Leichtbau durch die optimierte und minimierte Verwendung von Carbon erwartet werden.
\nMit dem Verfahren ist ein signifikanter Schritt in Richtung minimierten und optimierten Carboneinsatzes m\u00f6glich geworden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1.\tL\u00f6sungsfindung
\nVor dem beschriebenen Hintergrund lassen sich die wesentlichsten Forderungen an die zu entwickelnde Einrichtung wie folgt formulieren:
\n1.1.\tautomatisierbares Verfahren
\n1.2.\tdefinierbare Position der Verbindungsstelle um den Materialwechsel im Fl\u00e4chenbildungsprozess positionsgenau placieren zu k\u00f6nnen
\n1.3.\tgen\u00fcgend feste und belastbare Verbindungsstelle absolut und Streckung identische Ausrichtung der Einzelfilamente sowie eine absolut identische und konstante Breite der Verbindungsstellen.
\n2.\tErste Demonstration des neuen Verbindungs-Verfahrens
\n3.\tVerbindung von unterschiedlichen K-Typen bzw. unterschiedlich gespreizten Materialien
\n4.\tTechnische Umsetzung des erarbeiteten Prinzips
\n5.\tKonstruktive Ausf\u00fchrung der Prototyp-Einrichtung<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Zuge des Vorhabens konnte eine technische L\u00f6sung entwickelt und gefertigt werden, mit der es erstmalig m\u00f6glich ist, eine Verbindung von Filamenten herzustellen, die Orientierung und Streckung der Einzelfilamente nicht beeinflusst. Diese Art der Verbindung wurde unter dem Focus der Anwendung im Be-reich von hochwertigen Carbonfasern entwickelt. Mit Hilfe der Einrichtung ist es m\u00f6glich, die hochwertigen Carbonfaseren\/-rovings mit sehr preiswertem Material zu verbinden. Der Hintergrund ist, diese Ver-bindungsstelle zugeordnet zur Position des Carbons im Bauteil zu setzten und au\u00dferhalb der gew\u00fcnschten Bauteilkontur preiswertes Material zu verwenden.
\nDadurch k\u00f6nnen die erheblichen Verluste an hochwertigem eingesetztem Material reduziert werden.
\nBei Erfolg einer technischen Umsetzung k\u00f6nnen je nach Anwendungsfall 20-60% der heute \u00fcblichen Abfallmengen bei der Fl\u00e4chengebildeherstellung aus hochwertigen Fasermaterialien vermieden werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Pr\u00e4sentation bei Kunden
\nDeutsche Patentanmeldung: 10 2006 013 063.4
\nEurop\u00e4ische Patentanmeldung: 07009222.6-1256<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die F\u00f6rderung des Projektes durch die DBU hat ma\u00dfgeblich zu der Realisierung und Beurteilung des Verfahrens beigetragen und ist Voraussetzung f\u00fcr die bevorstehende wirtschaftliche Nutzung.
\nEs kann nun der Schritt einer industriellen Nutzung angegangen werden. Sowohl bei Flechtverfahren als auch im Rahmen von Web- und Multiaxialtechnologien kann die entwickelte Technik eingesetzt werden.
\nDas entwickelte Verfahren bietet eine rationelle und funktionssichere Methode in den Materialfluss f\u00fcr die Fl\u00e4chen- bzw. Preformbildung quasi online einzugreifen und positionsorientiert nur in den Konturbereichen hochwertige Carbonfasern zu placieren, die von der Bauteilkonstruktion gefordert werden.
\nDurch die Einbindung von geringwertigem Material in den Bereichen des Fl\u00e4chengebildes bzw. Preforms, in dem nicht der Einsatz der teuren Hochleistungsfasern erforderlich ist, k\u00f6nnen die Netto-Konturen der Bauteile mit Carbonrovings gebildet werden.
\nDadurch kann bereits bei der Herstellung der Fl\u00e4chengebilde bzw. Preforms im Extremfall bis zu 70-80 % des eingesetzten Rohstoffes eingespart werden. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen ist hier der Ressourcen schonende Effekt von besonderer Bedeutung. Bei der konkreten Betrachtung einer kompletten Seitenwand eines Mittelklasse PKWs betr\u00e4gt der Materialeinsatz f\u00fcr die T\u00fcr- und Kotfl\u00fcgelbereiche heute \u00fcber 400% der letztlich genutzten Netto-Konturfl\u00e4che. Bei Realisierung des entwickelten Verfahrens ist eine Reduzierung des Abfalls um sicher 50% m\u00f6glich. Der umweltrelevante Aspekt unserer Entwicklung wiegt doppelt, da nicht nur teure Materialkosten vermieden und die damit verbundenen Ressourcen und Umweltschonung einhergeht und zus\u00e4tzlich die energietr\u00e4chtige und Umwelt belastende Vernichtung des bisher zu verwerfenden Materials entf\u00e4llt bzw. deutlich reduziert werden kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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