Bauteileigenschaften sicher vorhersagen
Hybridstrukturen fit für die Serie
Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden entwickeln derzeit eine physische und virtuelle Prozesskette für Faserverbund-Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen. Ziel ist es, die Produktion hybrider Komponenten industriell serientauglich und wettbewerbsfähig zu machen.
Hybride Strukturen aus Metall, Thermoplast-Faserverbund und Kunststoff bieten Leichtbaupotenziale, sind aber bislang kaum in der Großserie etabliert. Das Projekt Hypro – Ganzheitliche Umsetzung hybrider Bauweisen in die Serienproduktion sollen Unsicherheiten der Prozessfähigkeit und der Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ausräumen. Involviert ist unter anderem Projektpartnern Brose Fahrzeugteile.
Kern der Prozesskette wird eine auf Spritzgieß-Kombinationstechnik basierende Fertigungszelle sein, in der metallische Werkstoffe mit Plasma vorbehandelt werden. Die Prozessdaten werden in der Anlagen-, Werkzeug- und Handhabungstechnik durchgängig inline erfasst. So entsteht eine umfassende Datenbasis für die Prozessanalyse. Der Nachweis der Prozessfähigkeit und eine umfassende Datenakquise geschehen im Stückzahlbereich von 10 000 Exemplaren.
Die Hybridstrukturen sollen zudem in den Prozessen Entwicklung, Charakterisierung und Fertigung durchgängig digitalisiert werden. Das Zusammenführen von Real- und Simulationsdaten ermöglicht dann eine berechnungsgestützte zerstörungsfreie Inline-Qualitätssicherung sowie die Prognose der Bauteileigenschaften. Basierend auf der virtuellen Abbildung der Prozesskette sollen zudem Methoden erarbeitet werden, um Hybridstrukturen effizient zu gestalten und auszulegen. Deren Integrationsfähigkeit in Montagelinien der Serienproduktion soll mit etablierten Fügetechnologien untersucht sowie Demontage- und Reparaturkonzepte erarbeitet werden.
Die Praxisreife der Prozesskette soll anhand einer sicherheitsrelevanten Strukturkomponente demonstriert werden. Dabei will das Team die Prognosefähigkeit der Prozess- und Struktursimulation und die industrielle Praxistauglichkeit nachweisen.
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