Innovative Lösungen zur Kontrolle von Gestaltabweichungen in der Stempelumformung faserverstärkter Kunststoffe

Motivation

Faserverstärkte Kunststoffe bieten eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Auch wegen der zunehmenden Knappheit von Ressourcen und der Notwendigkeit des Klimaschutzes gewinnen innovative Leichtbaulösungen an Bedeutung. Thermoplastische Laminate können erhitzt und mit Hilfe eines Pressprozesses zu komplexen Geometrien umgeformt werden. Wegen der Eigenspannungen, die während des Umformprozesses im Bauteil entstehen, weisen die Bauteile häufig Gestaltabweichungen im Vergleich zum CAD-Modell auf. Ein Ansatz zur Reduzierung der Gestaltabweichung ist das definierte Aufbringen von Kräften nach dem Umformen.

Vorhabensbeschreibung:

Die vorliegende Bachelorarbeit hat zum Ziel, innovative Ansätze zur Reduzierung von Gestaltabweichungen zu erforschen, insbesondere durch das gezielte Aufbringen von Kräften unmittelbar nach dem Stempelumformprozess. Zunächst wird die Entstehung von Gestaltabweichungen in Verbindung mit dem Laminataufbau untersucht, um das Potenzial zur Reduzierung durch definierte Kräfte zu analysieren. Das theoretisch erarbeitete Wissen wird anschließend an einer 3600t Presse am Fraunhofer ICT validiert. Diese Untersuchung wird nicht nur zur Optimierung der Bauteilqualität beitragen, sondern auch zur Weiterentwicklung effizienter Fertigungsprozesse im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe.

Die Bearbeitung der Aufgabe findet in engem Austausch mit dem betreuenden Wissenschaftlichen Mitarbeitenden statt. Bei den praktischen Tätigkeiten werden Sie durch unsere technischen Mitarbeitenden jederzeit unterstützt.

Arbeitsinhalte:

• Durchführung einer umfassenden Recherche zur Definition, Entstehung und Prävention von Gestaltabweichungen bei thermoplastischen Materialien.
• Entwicklung eines Versuchsplans zur Auswahl geeigneter Laminataufbauten und der definierten Kraftaufbringungspunkte
• Experimentelle Untersuchung der Bauteile unter den festgelegten Bedingungen
• Auswertung und Dokumentation der Messergebnisse unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren auf die Gestaltabweichung

Beginn: ab sofort

Kontakt: Hannah Decker, M.Sc.
E-Mail: hannah decker ∂does-not-exist.ict fraunhofer de