Forschungsprojekte: Endlos-(Natur-)faserverstärkte Kunststoffbauteile
Ausgangslage
Aufgrund der Verknappung fossiler Energieressourcen und zunehmender CO2-Anforderungen, aber auch aufgrund steigender Fahrzeugdynamik, rückt der Leichtbau immer weiter in den Fokus. Deshalb werden bei hoch beanspruchten Bauteilen häufig Kohlefasern eingesetzt, bei deren Herstellung jedoch große Mengen Energie und fossile Rohstoffe benötigt werden. Dieses Problem kann durch den Einsatz von Naturfasern vermieden werden.
Projektziel
Im Rahmen des Forschungsprojekts FENat soll die Auslegung mittels Simulation und die Produktion von endlosnaturfaserverstärkten Duroplasten verbessert werden, um die Innovationsfähigkeit gerade im Bereich Elektromobilität zu stärken.
Vorgehensweise
Es sind die mechanischen Kennwerte verschiedener Naturfasern, Matrices und endlosnaturfaserverstärkten Kunststoffe zu prüfen und eine korrelierende FE-Simulationen zu erstellen. Im Anschluss werden die Ergebnisse auf eine praxisrelevante Leichtbaustruktur aus dem Technologieträger ONYX MiO übertragen, welche sowohl gefertigt als auch berechnet werden soll.
Laufzeit:
01. April 2018 bis 15. August 2021
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Thorsten Krumpholz
Telefon: 0541 969-7132
E-Mail: t.krumpholz@hs-osnabrueck.de
Ausgangslage
Thermoplastische Faserverbundkunststoffe eignen sich durch ihre Umformbarkeit und Schweißbarkeit sehr gut für Großserien-Anwendungen und lassen sich mit bereits etablierten Verfahren wie dem Spritzgießen kombinieren. Durch den Einsatz lastpfadgerecht positionierter Tapelaminate aus vorimprägnierten unidirektionalen Verstärkungsfasern (UD-Tapes) in Leichtbau-Strukturbauteilen, kann durch bessere Materialeffizienz ein weiterer Meilenstein der Ressourcenschonung erreicht werden
Projektziel
Das Gesamtziel des geplanten Vorhabens besteht darin, eine durchgängige, standardisierte Auslegungsmethodik für Tapelaminat-Spritzguss-Hybridbauteile (TSH) zu erarbeiten und die Übertragung vom Stand der Forschung in die Praxis umzusetzen.
Vorgehensweise
Zuerst werden die mechanischen Eigenschaften der kurzfaserverstärkten thermoplastischen Spritzgussmasse und der langfaserverstärkten UD Tapes für die Struktur- und Umformsimulation bestimmt. Im Anschluss werden auf Basis dieser Daten Materialmodelle mithilfe einer Prüfgeometrie validiert. Es werden verschiedene Lastfälle und die Maßhaltigkeit des Bauteils untersucht. Zuletzt soll eine Auslegungsmethodik auf Grundlage einer validierten Simulationskette für TSH erstellt werden.
Laufzeit:
01. November 2022 bis 30. September 2025
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Thorsten Krumpholz
Telefon: 0541 969-7132
t.krumpholz@hs-osnabrueck.de
Marla Ender
Telefon: 0541 969-2928
marla.ender@hs-osnabrueck.de
Lennart Henwig
Telefon: 0541 969-2975
lennart.henwig@hs-osnabrueck.de
Erik Peronik
Telefon: 0541 969-2928
erik.peronik@hs-osnabrueck.d