Page 8 - ILK Forschungsbericht 2020

Das Ziel: Serienproduktion von Hybridstrukturen

Gemeinsam mit zehn Projektpartnern unter Ko-
ordination der Brose Fahrzeugteile SE & Co. KG, Ganzheitliche Umsetzung
Bamberg entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wis- hybrider Bauweisen in
die Serienproduktion
senschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunst-
stofftechnik der TU Dresden im Vorhaben „hypro
– Ganzheitliche Umsetzung hybrider Bauweisen in die Betreut durch:
Serienproduktion“ eine kombinierte physische und vir-
tuelle Prozesskette für Faserverbund-Kunststoff-Metall-
Hybridstrukturen. Ziel ist es, die Produktion hybrider
Komponenten industriell serientauglich und gleichzeitig
wettbewerbsfähig zu machen.

Hybride Strukturen aus Metall, Thermoplast-Fa-
serverbund und Kunststoff bieten ein erhebliches Im Projekt wollen die Forscher:innen und Entwickler:in-
Leichtbaupotenzial, sind aber bislang noch nicht im Groß- nen basierend auf der virtuellen Abbildung der Prozess-
serienmaßstab etabliert. Bestehende Unsicherheiten kette zudem Methoden zur effizienten Gestaltung und
bezüglich der Prozessfähigkeit sowie der wirkenden Pro- Auslegung von Hybridstrukturen erarbeiten. Insbeson-
zess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen sollen in hypro dere soll deren Integrationsfähigkeit in Montagelinien der
gezielt ausgeräumt werden. Kern der zu entwickelnden Serienproduktion mittels etablierter Fügetechnologien
Prozesskette wird eine auf Spritzguss-Kombinations- untersucht sowie Demontage- und Reparaturkonzepte
technik basierende, flexible Fertigungszelle sein, die eine erarbeitet werden.
vollautomatisierte und auf Plasma basierende Vorbe-
handlung einer breiten Palette metallischer Werkstoffe Die Praxisreife der entwickelten Prozesskette werden die
erlaubt. Die durchgängige Inline-Erfassung von Prozess- Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler anhand einer
daten in der zugeschnittenen Anlagen-, Werkzeug- und sicherheitsrelevanten Strukturkomponente demonstrie-
Handhabungstechnik stellt dabei eine umfassende Da- ren. Dabei will das Team um Prof. Maik Gude und Dr.
tenbasis für die Prozessanalyse bereit. Der Nachweis der Robert Kupfer die Prognosefähigkeit der Prozess- und
Prozessfähigkeit und eine umfassende Datenakquise er- Struktursimulation und die industrielle Praxistauglichkeit
folgen in einem Stückzahlbereich von 10.000 Exemplaren. nachweisen.
Die Hybridstrukturen sollen zudem in den Prozessen Ent-
wicklung, Charakterisierung und Fertigung durchgängig Das Verbundprojekt hypro, Förderkennzeichen 03XP0284J,
digitalisiert werden. Die Zusammenführung von Real- und wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung
Simulationsdaten ermöglicht dann eine berechnungsge- und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deut-
stützte zerstörungsfreie Inline-Qualitätssicherung sowie schen Bundestages unter der Betreuung des Projektträ-
die Prognose der Bauteileigenschaften. gers Jülich PTJ.

Hybridbauweisen mit generativen Metallstrukturen und
Faserverbunden für Hochleistungs-Elektromotoren

Im Rahmen des Forschungsvorhabens AdHyBau entwi-
ckeln die SIEMENS AG, die MT Aerospace AG, das Fraun-
hofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM), das Institut
für Technische Physik (ITEP) des Karlsruher Instituts für
Technologie (KIT) und das Institut für Leichtbau und
Kunststofftechnik der TU Dresden neue additive Verfah-
ren und Faserverbund-Metall-Hybridbauweisen für den
Einsatz in tiefkalter Umgebung. Es werden durchgehende
Design-, Simulations- und Werkstoffqualifizierungspro-
zesse erarbeitet, um einen neuartigen elektrischen An-
trieb als virtuellen Prototyp in Betrieb zu nehmen.

Generative Fertigungstechnologien ermöglichen opti- Hauptziel der am ILK durchzuführenden Arbeiten ist die
mierte Kühlsysteme und ein spezifisches Spulendesign Erforschung neuartiger Faserverbund-Metall-Hybridbau-
zur Steigerung der Leistungsdichte von Elektromotoren weisen. Die Kombination von Hochleistungs-Faserver-
der nächsten Generation. bund-Werkstoffen mit additiv gefertigten, metallischen

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