Aktuelles

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ROBUFIL

Robust Fiber-Placement Systems for Aerospace Structures

To ensure aviation’s high-capability and efficiency, the (further) development and optimization of production processes, which increase the use of light-weight structures and thus contribute to an environmentally friendly air transport system, is of crucial importance. The ROBUFIL project contributes with the development of a manufacturing facility and related technologies for the automated production of CFRP structures by combining Automated Fiber Placement (AFP) and Automated Tape Laying (ATL) in one component as well as fiber placement with different carbon fiber fabrics. The overall objective of the project is to optimize the processess of fiber placement and tape laying, with a focus on a robust fiber placement process. The Institute of Polymer Materials and Plastics Engineering is particularly working with the material and demonstator design.

At first, a base epoxy resin material is examined. Based on the results of this examination either a bonded dry-tape or a thermoplastic prepreg is examined. A deeper analysis of the starting material and of the laminate resulting form the laying-process with focus on the process parameters allows to determine a practicable model for the process and to optimize the lay-up times. The analysis espcially focuses on the interation of the temperature (heating method and rate) and thus the viscosity of the matrix and the compaction behavior of the material as well as the interaction of the carbon fiber fabric with the surfaces of the conveying system. Additionally, withing the framework of these tests, design methods for components produced in this process are to be developed and evaluated, thus supprting the efficient production of aeronautical components. The technology demonstration at the end of the project aims at transferring the  knowledge establisehd in the laboratory to the fiber-placement system by examinating the influence of the process parameters on the laminate quality directly at the plant.

The ROBUFIL project is a cooperation of the Institute of Polymer Materials and Plastics Engineering at the Clausthal University of Technology, Brötje Automation Composites GmbH and SWMS Systemtechnik Ingenieurgesellschaft mbH and is supported by the German Federal Ministry of Economic Affairs and Energy.

Funding: Federal Ministry of Economic Affairs and Energy(BMWi)

Duration: 2016-2018

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Join THIS

JoinTHIS – Production and Joining of Large Thermoplastic In-Situ Consolidated Structures

The main goal of the JoinTHIS project is to develop, implement and evaluate a manufacturing methodology based on AFP and welding technologies for thermoplastics, enabling the autoclave-free production of thermoplastic CFRP structures for the next aircraft generation. The new manufacturing method ensures an economically implementation of large-scale structural lightweight construction concepts for aircraft fuselages based on thermoplastic fiber-reinforced materials. . Due to an increasing production and resource efficiency as well as reducing CO2 emissions, the new manufacturing method is making a significant contribution to a sustainable mobility strategy as presented by the European Commission’s FlightPath 2050.

Funding: European Regional Development Fund

Duration: 2018-2021

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HPCFK stellt auf dem 23. Int. Dresdner Leichtbausymposium aus

Vom 27. bis 28. Juni 2019 fand in Dresden das 23. Leichtbausymposium statt. Alexander Herwig stellte in einem Vortrag “Konzepte zur Lasteinleitung in Faserverbundstrukturen für Hochleistungsanwendungen” vor. Darüber hinaus präsentierte unsere Forschungskooperation den aktuellen Forschungsstand unseres Multilayer-Inserts auf dem Gemeinschaftsstand des SPP 1712

Weitere Impressionen zum Dresdner Leichtbausymposium finden Sie auf unserem Twitter-Account.

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Neues Youtube-Video: Pneumatisch aktuiertes Festkörpergelenk in Multi-Matrix-Bauweise

Der Material-Mix des Aktuators basiert auf einem Ansatz, der in unserem kürzlich erfolgreich abgeschossenen Projekt Multi-Matrix-Prepreg verfolgt wurde: Durch die gezielte Wahl unterschiedlicher Matrixwerkstoffe (Duroplast und Elastomer) und deren Anteile lassen sich für faserverstärkte Bauteile die Eigenschaften wie Impact-Resistenz, Rissfortschrittswiderstand, Schweißbarkeit, Steifigkeiten und Festigkeiten lokal beeinflussen.

Das aktuierte Festkörpergelenk macht sich diesen Ansatz zunutze, indem es eine durchgehende duroplastische Kohlenstofffaserstruktur aufweist, die im Zentrum durch den lokalen Einsatz einer Elastomermatrix unterbrochen wird. Dadurch wirkt dieser Bereich biegeelastisch. Mit Hilfe der strukturinhärenten Aktuierung durch fluidgefüllte Druckkammern lässt sich die Struktur gezielt knicken.

Einen Eindruck des Festkörpergelenks in Aktion vermittelt unser neustes Youtube-Video. Wir danken der Volkswagenstiftung für die Förderung des Vorhabens Multi-Matrix-Prepreg.

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David Christian Berg promoviert mit Auszeichnung

Am 11.02.2019 verteidigte David Christian Berg, ehemaliger Mitarbeiter unserer Forschergruppe, erfolgreich seine Dissertation mit dem Titel “An Innovative Approach for Simultaneous Measurement of Cure Shrinkage and Thermal Expansion of Reactive Liquids”. Herr Berg entwickelte im Rahmen seiner Promotion ein Messsystem, das es ermöglicht, die aushärtungsbedingte Schwindung von reaktiven Flüssigkeiten bei gleichzeitiger Messung der Wärmeausdehnung zu erfassen.

Wir gratulieren ganz herzlich zu diesem Erfolg!

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Intrinsische Hybridverbunde – Arbeitskreistreffen des SPP1712 in Saarbrücken

Am 15. und 16. Januar fand auf Einladung von Prof. Fleischer und Prof. Herrmann in Saarbrücken am Fraunhofer IZFP / Lehrstuhl für Leichtbausysteme ein Treffen der Arbeitskreise Demonstrator und Produktionstechnologien sowie Bauteilnahe Beanspruchung und Gestaltungsrichtlinien des Schwerpunktprogramm 1712 statt. Aus den Arbeiten im Projekt Multilayer-Insert haben wir über eine neue Methode zur Charakterisierung von Grenzschichten in Hybridverbunden unter statischen und dynamischen Scherlasten berichtet. Dazu wird es zukünftig ein Scherwerkzeug geben, das in konventionellen Zug-/Druck-Prüfmaschinen einsetzbar ist. Erkenntnisse zum Grenzschichtverhalten unter thermomechanischer Belastung wurden diskutiert und der positive Einfluss von Epoxid-Dünnfilm-Zwischenschichten in Verbindung mit angepassten Aushärteprofilen aufgezeigt. Da in der aktuellen Förderphase des Projekts auch Krafteinleitungen in gekrümmte Oberflächen betrachtet werden, wurden erste Ergebnisse zum Anhaftungsverhalten von Metalleinlegern auf unterschiedlichen Bauteiloberflächen gezeigt. Ein Ausblick wurde in die Entwicklung eines neuen Schneidsystems für Automated Fiber Placement Systeme gegeben. Dieses wird durch einen variabel einstellbaren Schnittwinkel automatisierte Legesysteme dazu befähigen, die Konturen von CFK-Laminaten endkonturnah auszuführen, so dass nahezu keine Nachbehandlung mehr erforderlich sein wird. Für die Multilayer-Inserts bietet sich dadurch der Vorteil, dass die Einlegergeometrien deutlich näher an ein belastungs- und materialgerechteres Design angenähert werden können.

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Kevin Engel verteidigt Dissertation erfolgreich

Am 17.12.2018 hat Kevin Engel, ehemaliger Mitarbeiter der Forschergruppe HPCFK, die Prüfung zum Dr.-Ing. bestanden.

Im Rahmen seiner wissenschaftlichen Tätigkeit beschäftigte er sich vorwiegend mit der Analyse des Einflusses von Fertigungsfehlern in Faserkunststoffverbunden und entwickelte Strategien, diese bereits in die Bauteilauslegung miteinzubeziehen. Die Dissertation trägt den Titel „Berücksichtigung prozessinduzierter Effekte in der Auslegung von Faser-Kunststoff-Verbunden“.

Wir gratulieren herzlich zu diesem Erfolg!

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Schüler-Ingenieur-Akademie besucht Team HP CFK

Schülerinnen und Schüler der 12. Jahrgangsstufe an der Jobelmann-Schule besuchten uns am vergangenen Mittwoch im Rahmen der Schüler-Ingenieur-Akademie.

Die Schüler-Ingenieur-Akademie richtet sich an natur- und ingenieurwissenschaftlich interessierte Schülerinnen und Schüler und eröffnet ihnen sinnvolle und progressive berufliche Perspektiven in Wirtschaft und Forschung. Das dreisemestrige Programm startet mit einem Besuch bei den externen Partnern aus Wirtschaft und Forschung. Hier werden ihnen Themen für mögliche Facharbeitsaufgabenstellungen präsentiert, auf die sich die Schülerinnen und Schüler bewerben. Im zweiten Semester erfolgt die Bearbeitung des Facharbeitsthemas mit Unterstützung der kooperierenden Partner, an die sich im dritten Semester eine diskursive Präsentation der erzielten Ergebnisse anschließt. Die besten Resultate werden mit dem Peter-Rehder-Preis ausgezeichnet.

Das Team HP CFK beteiligt sich als Partner an dieser Akademie und bereichert das Themenportfolio um fünf Aufgabenstellungen, darunter der Entwurf von Steuerungsalgorithmen für parallelkinematische Aktuatoren in Matlab, Charakterisierung und Modellierung von pneumatischen Elastomeraktoren, Entwurf und Auslegung von Temperaturregelstrecken zur Aktivierung von thermoplastischen Textilbindern, Bildverarbeitungsalgorithmen zur Erkennung von Scherwinkeln in einer Textilscheranlage sowie die Charakterisierung von Metall-CFK-Hybridstrukturen.

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#CARBON-KITEBOARD #Worldtour #ECCM

Kurz nach Fertigstellung des im Automated-Fiber-Placement hergestellten Kiteboards wurde es bereits vom 24. bis 28. Juni 2018 auf der 18. European Conference on Composite Materials (ECCM) in Athen am Messestand der Firma GOM GmbH (www.GOM.com) aus Braunschweig ausgestellt. Die optischen 3D-Messsysteme von GOM werden in der Forschergruppe für verschiedenste Messaufgaben eingesetzt und liefern präzise Geometrie- oder Verformungsdaten.

Das Carbon-Kiteboard wird zur Demonstration der im Projekt „Multilayer-Inserts“ entwickelten CFK-Metall-Hybrid Krafteinleitungselemente für Sandwichstrukturen eingesetzt und auf künftigen Veranstaltungen der Forschergruppe zu sehen sein.