Ziel der Entwicklung
Basis der Entwicklung ist die Ausweitung des Tailored-Fibre-Placement-Verfahrens auf thermoplastisch basierte FVK. Anwendungsseitig zielt die Entwicklung auf serientaugliche Anwendungen in Luftfahrt und Automobilbau mit mittleren und großen Stückzahlen. Als Besonderheit der Entwicklung werden Carbonfasern auf PPS-Vliesstoff gestickt. Der Vliesstoff hat dabei eine Doppelfunktion zunächst als Stickgrund und wird dann nach einem Pressvorgang unter Druck und Wärme zum Matrixmaterial des Verbundwerkstoffs.
Vorteile und Lösungen
Das Projekt ist erfolgreich verlaufen. Alle Projektziele konnten erreicht werden. Der speziell entwickelte Vliesstoff PPS sichert die positionsgenaue Ablage der Carbonfasern entsprechend der Spannungsanalyse und übernimmt dann im Faserverbundwerkstoff die Matrixfunktion. Die erreichten mechanischen Kennwerte liegen im erwarteten Bereich und lassen den Einsatz für Hochleistungsanwendungen zu. Mit der Verfahrensentwicklung kann das TFP-Verfahren auf thermoplastisch basierte FVK-Anwendungen, speziell mit einer in Vliesstoffform vorliegenden Matrix als Stickgrund, ausgeweitet werden.
Die belastungsgerechte Faserablage reduziert den Materialaufwand für FVK-Tragstrukturen und schont damit energetische und stoffliche Ressourcen. Für den Anwender ergeben sich Vorteile im Gebrauch, weil die geringere Masse gegenüber Bauteilen nach Stand der Technik auch zu Energieeinsparungen und reduzierten Betriebskosten führt.
Zielgruppe und Zielmarkt
Bauteile mit belastungsgerechter Faserablage gewinnen im Leichtbau zunehmend an Bedeutung. Deshalb leisten die Forschungsergebnisse dieses Projekts einen wichtigen Beitrag, die Verfahrensbasis auf weitere Werkstoffgruppen- und Kombinationen auszudehnen. Anwendungen werden vor allem erwartet im extremen Leichtbau der zivilen Luftfahrt und im Automobilbau, dort vor allem im Hochtemperaturbereich wie beispielsweise im Motorraum.