Methode zur Auslegung von Gelegen mit lokal angepassten Fertigungsparametern für Hochleistungs-Faserverbundkunststoffe

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Leichtbau ist ein zentrales Thema in vielen technischen Anwendungen, insbesondere durch den Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen (FVK). Die Arbeit konzentriert sich auf die Steigerung der Produktivität in der FVK-Bauteilfertigung durch automatisierte Lösungen. Für die automatisierte Fertigung endkonturnaher Preforms mit hoher geometrischer Komplexität müssen textile Halbzeuge gegensätzliche Anforderungen erfüllen: hohe Formstabilität für die Handhabung und gute Drapierbarkeit für die Formung. Mit dem Kettenwirkautomaten, der multiaxialen Schusseintrag nutzt, können Gelege mit lokal angepassten Fertigungsparametern hergestellt werden, die als Tailored NCF bezeichnet werden. Diese verfügen über Zonen mit unterschiedlicher Formstabilität und Drapierbarkeit. Ein gutes Verständnis der Wirkmechanismen bei der Drapierung ist entscheidend für die bauteilspezifische Auslegung der Fertigungsparameter. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur bauteilspezifischen Auslegung der Fertigungsparameter in einem Tailored NCF, um eine hohe Formstabilität und ausreichende Drapierbarkeit zu erreichen. Die Drapierbarkeit wird durch Scherkraft und Drapiereffekte bewertet. Analytische Modelle werden entwickelt, um die textilspezifische Drapierbarkeit ohne aufwändige Versuchsreihen zu bewerten und die lokalen Fertigungsparameter von Tailored NCF zu optimieren.