ProgeB- Prozesskette für die generative/ hybride Fertigung endlosfaserverstärkter Bauteile; Teilvorhaben: Entwicklung von modifizierten CFK-Strukturen für die generative/hybride Fertigung

Abstract

Im Rahmen von ProgeB wurde ein ganzheitlicher Ansatz für die generative und hybride additive Fertigung faserverstärkter Verbundbauteile untersucht. Ziel war die Entwicklung einer durchgängigen digitalen Prozesskette, die von der Bauteilauslegung über die automatisierte Bahngenerierung bis hin zur robotergestützten Fertigung reicht, sowie die Bewertung geeigneter Materialsysteme und Prozessstrategien. Im Projektverlauf konnten wesentliche wissenschaftlich-technische Erkenntnisse hinsichtlich der Eignung thermoplastischer Zwischenschichten zur Anbindung additiv gefertigter Strukturen an duroplastische Substrate gewonnen werden. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen zeigten, dass materialabhängige Effekte einen erheblichen Einfluss auf die Haftfestigkeit, Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit haben. Darüber hinaus konnte die grundsätzliche Machbarkeit der additiven Aufbringung von Strukturen auf komplexen und gekrümmten Oberflächen erfolgreich nachgewiesen werden. Die angestrebte digitale Prozesskette wurde auf prototypischer Ebene umgesetzt und validiert. Gleichzeitig zeigten die Ergebnisse, dass für eine industrielle Anwendung weiterer Entwicklungsbedarf besteht, insbesondere hinsichtlich Prozessstabilität, Qualitätssicherung, Sensorintegration sowie der Definition robuster Material- und Prozessparameter. Die erzielten Ergebnisse bilden eine solide Grundlage für zukünftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit dem Ziel, den technologischen Reifegrad zu erhöhen und eine industrielle Umsetzung zu ermöglichen.