DigiTain - Digitalization for Sustainability: Prozesse, Methoden und Modelle zur volldigitalen Produktentwicklung nachhaltiger Elektroantriebsarchitekturen im Rahmen des Konjunkturpakets, Ziffer 35c im Modul b "Neue, innovative Produkte als Schlüssel für Fahrzeuge und Mobilität der Zukunft"

Abstract

Das IVW hat einen neuartigen Prozess zur Inline-Herstellung von Towpregs ("SpeedPreg") im Zuge des Projekts zur Industriereife weiterentwickelt. Die umfangreiche Digitalisierung ermöglichte die Überwachung wesentlicher Prozessparameter wie Temperatur, Fadenkraft, Geschwindigkeit und ermöglichte die Charakterisierung der Imprägnierung. Auf Basis der Sensordaten konnten Schwachstellen im Prozess erkannt und verbessert werden. Dazu gehören schwankende Harzfilmdicken auf der Imprägnierwalze und unzureichende Fadenkräfte. Überarbeitungen an Imprägnier- und Tänzereinheit führten zu einer Verbesserung der Produktqualität und ermöglichten die Herstellung von Wasserstoff-Drucktanks mit Geschwindigkeiten bis zu 300 m/min. Darüber hinaus wurde die Inline-Produktion von Thin-Plies ermöglicht, wodurch zukünftig weitere Verbesserungen in Laminatqualität von im SpeedPreg-Prozess hergestellten Produkten zu erwarten sind, besonders mit Blick auf deren Permeationseigenschaften. Die Ergebnisse tragen zur Digitalisierung, Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit des Faser-Wickelprozesses sowie der Wasserstoffmobilität bei. In DigiTain, IVW further developed a novel process for the inline production of towpregs ("SpeedPreg") to industrial maturity. The extensive digitization enabled the monitoring of key process parameters such as temperature, yarn tension and speed, and enabled characterization of the impregnation process. Based on the sensor data, potentials for improvement in the process were identified and realized. These included fluctuating resin film thicknesses on the impregnation roller and insufficient yarn tensions. Modifications to the impregnation and dancer units led to an improvement in product quality and enabled the production of hydrogen pressure vessels at speeds of up to 300 m/min. In addition, the inline production of thin plies was made possible, which is expected to lead to further improvements in the laminate quality of products manufactured using the SpeedPreg process in the future, particularly with regard to their permeation properties. The results contribute to the digitalization, resource efficiency and sustainability of the filament winding process as well as hydrogen mobility.