Forschungsdatenbank

Die additive Fertigung (Additive Manufacturing, AM) von Kunststoffbauteilen ger?t aufgrund von konstruktiven und fertigungsbedingten Vorteilen immer mehr in den Fokus von Wissenschaft und Industrie. Um additive Fertigungsverfahren f¨¹r h?her belastete Strukturbauteile zu nutzen, etabliert sich neben der stetigen Weiterentwicklung unverst?rkter Materialien auch zunehmend die Verarbeitung endlosfaserverst?rkter Kunststoffe. Diese Kombination erm?glicht es zum einen, hochbelastbare Leichtbau-Teile mit hoher Gestaltungsfreiheit und individuellem Produktdesign zu fertigen. Zum anderen kann dieses Fertigungsverfahren ?kologische Vorteile bringen: Der Aussto? von CO2-Emmissionen wird durch die Dezentralisierung der Produktion und das Gewicht durch effizientere Materialausnutzung reduziert.

Im Bereich der Konstruktion gibt es aktuell aber einige Defizite, die im Rahmen des Projektes behoben werden: (1) Bisherige Konstruktionsrichtlinien sind oftmals nur aus Sicht der Verfahren und weniger aus Sicht der Produkte/Materialien erstellt worden. Unter Ber¨¹cksichtigung vorhandener Richtlinien werden neue Kataloge erarbeitet mit spezifischem Blick auf die Anforderungen f¨¹r Kunststoffbauteile. (2) Es existiert keine durchg?ngige Vorgehensweise zur Konstruktion und Berechnung additiv gefertigter Kunststoffbauteile, insbesondere nicht f¨¹r die Endlosfaserverst?rkten. Gerade die neuen Freiheitsgrade der Faserausrichtung k?nnen aktuell simulativ nicht ohne weiteres abgebildet werden. Zus?tzlich fehlen auch durchg?ngige Vorgaben zur Auswahl und Kalibrierung von Materialmodellen (Steifigkeit/Festigkeit) f¨¹r die Durchf¨¹hrung von Finite Elemente Simulationen. Diese L¨¹cken werden geschlossen. (3) F¨¹r die im Projekt betrachteten, besonders industrierelevanten Pulverbett- und Extrusionsverfahren f¨¹r (endlosfaserverst?rkte) thermoplastische Kunststoffbauteile besteht der Bedarf nach Tools zur Verfahrensauswahl und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.