Page 17 - ITM Jahresbericht 2021

Aktuelle Forschung – Professur für Textiltechnik

Abb. 5: Prozesskette für gewebte T-Knotenpreform: 2D-CAE-Bild mit Definition der Lagen (li.), gewebte 2,5D-Knoten-
struktur mit Flottungsbereich (mi.), gewebte 3D-Knotenpreform (re.) / Process chain for woven T-nodal preform: 2D CAE
image with definition of the layers woven (left), 2.5D nodal structure with float area (middle), woven 3D nodal preform (right)

Prozesskette zur Entwicklung gewebter preform (Abb. 5 re.) erfolgt durch das Ziehen der in
Preformen für Rohrknoten Abbildung 5 (mi.) sichtbaren Flottungen und kann
inline in der Webmaschine oder offline erfolgen.
Für Leichtbau-Rahmentragwerke stehen heute Dieses Grundprinzip ist in der Dissertation Fazeli
unterschiedlichste Faserverbundprofile zur Ver- [3] umfassend erläutert und ermöglicht die Ausfüh-
fügung. Hinsichtlich Steifigkeit und Leichtbauef- rung unterschiedlichster Knotenpreformgeometrien.
fekt sind Rohrprofile besonders leistungsfähig. Für
die Verbindung der Rohrprofile werden aktuell oft Abbildung 6 zeigt Beispiele zur Vielfalt der umsetz-
schwere gegossene Rohrknoten oder geschweiß- baren Knotengeometrien. Allen gemeinsam ist der
te Rohrknoten eingesetzt. Die Kombination dieser durchgehende Hauptschlauch und die an diesen
unterschiedlichen Materialien ist strukturmecha- Hauptschlauch webtechnisch angebunden Abzwei-
nisch ungünstig und durch den Einsatz der Metalle gungen. Die Verbindungen zwischen Haupt- und
wird der Leichtbaueffekt reduziert. Rohrknoten auf Nebenschläuchen sind immer geschlossen. Es kön-
Faserverbundbasis werden aktuell im sequentiellen nen mehrere Abzweigungen in unterschiedlichen
Preforming gefertigt. Die notwendigen Zuschnitt-, Richtungen und mit unterschiedlichen Schlauch-
Drapier- und Fügeprozesse führen, wie bereits durchmessern angeordnet werden. Die gezeigten
erläutert, zu hohen Prozesskosten und erfordern Carbonpreformen sind mittels Spulenschützenweb-
die materialseitige Überdimensionierung. technik verschnittfrei gefertigt. Die gezeigte Glaspre-
form ist mit einer hochproduktiven Greiferwebma-
Am ITM wurde eine vollständige CAD-gestützte Pro- schine gefertigt, die größere Dimensionen erlaubt
zesskette zur Fertigung von gewebten Knotenpre- und auch Flächen zwischen den abzweigenden Roh-
formen entwickelt, die ausgehend vom CAD-Modell ren ermöglicht. Durch die Bildung des Schlauches
eine 2D-Abwicklung generiert, für die dann die Bin- mittels Lagenwechsel kann der Durchmesser des
dung (Abb. 5 li.) erstellt wird. Aus dieser Bindung gewebten Schlauches durch Strukturdeformation
wird die Steuerdatei für die Webmaschine erstellt dem Durchmesser des Formwerkzeuges angepasst
und das Gewebe als 2,5D-Struktur (Abb. 5 mi.) werden. Es ist jedoch ein Zuschnitt erforderlich. Für
erstellt (2D gewebt und vollständig vorbereitet zur die Fertigung der Preformen sind keine Modifikatio-
Ausformung zu 3D). Die Ausformung zur Knoten- nen der Webmaschinen erforderlich.

Abb. 6: Beispiele für gewebte Knotenpreformen / Examples of woven nodal preforms

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