An der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden entwickelte ein interdisziplinäres Expertenteam ein neuartiges Verfahren für die energieeffiziente und vollautomatische Fertigung von Strukturbauteilen aus Hybridgarn-Textilien. Unterstützt durch das BMBF-Programm ForMat gelang es den TU-Wissenschaftlern in kurzer Zeit, ihre neuen Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung zu einem seriennahen Fertigungsprozess zusammenzuführen. Als Ausgangsmaterial setzen die Forscher ein Glasfaser-Polypropylen-Gewebe ein. Das verwendete Material bietet mit seinen spezifischen Vorteilen (Gestaltungsfreiheit und hohe Festigkeiten) eine echte Alternative zu metallischen Werkstoffen. Der Fertigungsprozess selbst unterteilt sich in zwei wesentliche Bearbeitungsschritte: Das Zuschneiden und Stapeln der textilen Preform sowie den Heißpressprozess. In zwei separaten Bearbeitungszentren werden die einzelnen Teilschritte zeit- und energiesparend bewältigt. Im ersten Zentrum wird das Ausgangsmaterial von der Rollenware abgewickelt, mithilfe eines Plasmabrenners in endkonturnahe Textillagen geschnitten und  auf einem Ablagetisch gestapelt. Damit die Lagen nicht gegeneinander verrutschen, werden sie mit einem Ultraschallschweißgerät fixiert. Diese Prozessschritte werden vollautomatisch ausgeführt. Im zweiten Zentrum  wird das zusammengeheftete Lagenpaket mit einem Roboter gegriffen, in das Umformwerkzeug eingelegt, erhitzt und gepresst, bevor es als fertiges Bauteil herausgenommen und nachbearbeitet werden kann. Während bisherige Fertigungsverfahren vorkonsolidierte Halbzeuge einsetzen und somit mehrere Aufheizphasen benötigen, wird an der TU Dresden die textile Preform in einem Schritt gleichzeitig erhitzt und gepresst. Dadurch funktioniert der Prozess energie- und zeitsparender als bisher genutzte Verfahren.

Weitere Vorteile der neuartigen Dresdner Technologie: Es gelingt den TU-Wissenschaftlern, die gewünschten Bauteile  ohne Verschnitt und Ausschuss ressourcenschonend zu fertigen und dabei die Qualität des Fertigteils gleichbleibend sicherzustellen. Gegenwärtig arbeiten die Experten institutsübergreifend an der weiteren Optimierung der Prozesse, so werden u.a. die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Prozessstabilität verbessert. Zusätzlich überprüfen begleitende Anwenderstudien und Wirtschaftlichkeitsanalysen die Verwertungsmöglichkeiten des Prozesses insbesondere für den Klein- und Mittelstand.

Für die Vermarktung ihrer innovativen Fertigungstechnologie hat sich die Projektgruppe um Prof. Knut Großmann die Expertise und Unterstützung des Lehrstuhls für Marketing an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften sowie des CIMTT-Zentrums für Produktionstechnik und Organisation gesichert. Insgesamt drei Forschergruppen haben im Rahmen des BMBF-Projektes „EFFEKT – Effiziente Fertigungsprozesse für endkonturnahe Thermoplastbauteile“ ihre fachlichen Kompetenzen eingebracht.

Die Fachmesse für Fertigungstechnik, Werkzeugmaschinen- und Sondermaschinenbau in Leipzig werden die Forscher nutzen, ihre Entwicklung mit dem fachkundigen Publikum zu diskutieren und Interessenten für künftige gemeinsame Projekte zu gewinnen.

Information für Journalisten:
TU Dresden, Fakultät Maschinenwesen
Prof. Dr.-Ing. habil. Knut Großmann
Tel.: +49 351 463-34358, Fax:-37073
mailbox@iwm.mw.tu-dresden.de
http://effekt.cimtt.de

INTEC vom 1. bis 4. März 2011, Gemeinschaftsstand FORSCHUNG FÜR DIE ZUKUNFT in Halle 3, Stand G 62

Autorin: Eva Wricke
24. Februar 2011