Zeit- und kosteneffiziente Prozess- und Produktentwicklung für den Hochleistungs-Faserverbundleichtbau mittels Nasspresstechnologie

Grosserientaugliche Produktionsprozesse von Hochleistungs-Faserverbundkunststoffen stellen aufgrund der gewunschten Prozesseffizienz bei gleichzeitiger Realisierung herausragender gewichtsspezifischer Materialeigenschaften ein wichtiges, zukunftstrachtiges Themenfeld dar. Im Automotive-Bereich kommen diese Prozesse verstarkt zur Anwendung, insbesondere bei Premiumfahrzeugen und im Rahmen der E Mobilitat. Der erheblichen Gewichtseinsparung und hohen Energieeffizienz von Leichtbaustrukturen stehen bisher jedoch noch hohe Entwicklungs- und Stuckkosten (Material, Prozessaufwand) gegenuber. Neben den verschiedenen Varianten der Resin Transfer Moulding (RTM) Technologie bietet sich zur Herstellung leichter, komplex geformter Strukturbauteile das Nasspressverfahren als Grosserienanwendung an. Durch Parallelisierung von Prozessschritten in Verbindung mit hochreaktiven Harzsystemen konnen niedrigere Zykluszeiten erreicht werden als beim RTM-Verfahren. Da fur den Nasspressprozess bisher weder ein umfassendes physikalisch-basiertes Prozessverstandnis, noch Methoden zur virtuellen Prozesssimulation und -optimierung existieren, besteht ein erheblicher Forschungsbedarf fur eine ressourceneffiziente Prozess- und Bauteilentwicklung [1]. Die Forschungsbrucke „KIT – Uni Stuttgart“ baut auf der langjahrigen wissenschaftlichen und strategischen Zusammenarbeit der Leichtbau-Institute des Karlsruher Instituts fur Technologie (KIT-FAST) und der Universitat Stuttgart (IFB Stuttgart) auf und widmet sich der Erforschung und Weiterentwicklung des Nasspressprozesses (vgl. Abbildung 1). Dabei werden zwei unterschiedliche Prozessrouten grundlegend untersucht, modelliert, optimiert und bewertet. Besondere Herausforderungen sind die fundierte Material- und Prozessanalyse der Nasspresstechnologie sowie die Methodenentwicklung zur effizienten, virtuellen Prozess- und Bauteilentwicklung und die ganzheitliche Optimierung.