RTM - CAE/CAx - Aufbau einer durchgängigen CAE/CAx-Kette für das RTM-Verfahren vor dem Hintergrund der Herstellung von Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen
Das Forschungsvorhaben „RTM CAE/CAx - Aufbau einer durchgängigen CAE/CAx-Kette für das RTM-Verfahren vor dem Hintergrund der Herstellung von Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen“ dient der Bündelung von Kompetenzen an universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen im Bundesland Baden-Württemberg mit dem Ziel der Schaffung einer durchgängigen CAE/CAx-Kette für Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe. Im Fokus stehen dabei Werkstoffe, welche im Resin Transfer Moulding (RTM) Verfahren hergestellt werden.
Zur durchgängigen CAE/CAx-Kette gehören sowohl die Simulation des RTM-Fertigungsprozesses (Drapierung textiler Flächengebilde, Formfüllung, Reaktion des Harzes etc.), wie auch die Darstellung des Bauteilverhaltens unter statischen und dynamischen Lasten. Durch die Verknüpfung von Prozess- und Struktursimulation können die aus der Verarbeitung resultierenden lokalen Variationen der Bauteileigenschaften berücksichtigt und damit die Prognosefähigkeit der Simulation verbessert werden.
Hierfür werden die Werkstoffe charakterisiert und neue Materialmodelle erarbeitet. Die dabei erforderlichen Ansätze werden auf die entsprechenden Verarbeitungsprozesse zugeschnitten und es werden Besonderheiten der Werkstoffe sowie der möglichen Bauteile in den Ansätzen berücksichtigt. Parallel werden die erlangten Simulationsmodelle experimentell validiert.
Der hier angestrebten Forschung kommt aufgrund der zukünftigen Erweiterung des Einsatzspektrums von Faserverbundmaterialien, vor dem Hintergrund des Leichtbaus und damit der Ressourcenschonung eine besondere Rolle zu. Denn schon in der Entwurfs- bzw. Konstruktionsphase müssen verlässliche Methoden zur Vordimensionierung bereitgestellt werden, um das werkstoffspezifische Potential optimal ausnutzen und die Validierung der Bauteilauslegung anhand von kostenintensiven Vorserien-Prototypen zukünftig minimieren bzw. ganz vermeiden zu können.
Für Baden-Württemberg bietet sich durch dieses Vorhaben die einmalige Chance, die bereits vorhandenen Kompetenzen an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen zusammenzuführen und auszubauen. Die Ergebnisse werden allgemein zugänglich sein und damit dem gemeinnützigen Charakter des ZO IV Programms entsprechen.