CFK Valley: Continuous Forming of Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Profiles for Structural Applications – Teilvorhaben F

Das Fraunhofer IWU organisiert im Rahmen des Arbeitspaketes 3 das Teilarbeitspaket 3.1 "Fold Winding" (FW). Folgende technische Arbeitsziel werden dabei im Teilarbeitspaket 3.1 adressiert: 1. Entwicklung des faltgewickelten Hoch-Temperatur Halbzeuges Im Rahmen des Verbundprojektes sind kontinuierlich gefertigte thermoplastische Profile für strukturelle Anwendungen zu entwickeln. Das Faltwickelverfahren ist ein Prozess, in dem effizient und kontinuierlich thermoplastische Halbzeuge gefertigt werden können. Die beim Faltwickeln entstehenden Halbzeuge sind nach dem FW-Prozess zu kombinieren, zu fixieren und zu beschneiden. In Abhängigkeit von den Profil-Anforderungen sind für den FW-Halbzeug-Aufbau einzelne Tape-Breiten, der Lagenaufbau und z.B. der Faservolumengehalt zu erarbeiten. Dabei wird auf verschiedene Simulationstools zurückgegriffen und die Ergebnisse mit dem Referenz-Profil und Referenz-Lagenaufbau des Profils verglichen. Neben der mechanischen Analyse ist aber auch die thermische Analyse durchzuführen, um Schrumpf und Verzug bei der Profilherstellung zu vermeiden. 2. Entwicklung der Faltwickel Technologie für Hochtemperatur-Thermoplaste Insbesondere Hochtemperatur-Materialien wie PEEK, PEAK und PA6 bedürfen bei der FW-Technologie der Forschung und Entwicklung hinsichtlich des Halbzeug-Handlings als auch bzgl. der Anlagentechnik. Die Faltwickel-Technologie ist somit speziell für die spezifischen Hochtemperatur-Thermoplaste zu entwickeln. Die Realisierung der verschiedenen Winkel Alpha bedarf der Analyse der Handhabung der einzelnen Tapes und damit auch der Entwicklung der Anlagen-Steuerung. Um nach dem FW das Multiaxial-Gelege händeln zu können sind beim FW ferner die Lagen zueinander zu fixieren. Deshalb gilt es im Rahmen des Projektes sowohl den Grad der Fixierung als auch das Heizen/Verschmelzen zu entwickeln, wobei die Anforderungen aus der Integration (AUMO), Konsolidierung (TUC) und dem Rollformen (Daido) zu berücksichtigen sind.