Getting ahead with new textile-reinforced lightweight structures: Fid-Bau Portal

Getting ahead with new textile-reinforced lightweight structures

Hufenbach, W.

Folienpräsentation: Die größte Flexibilität zur Anpassung der Werkstoffstruktur an die Belastungen besitzen textilverstärkte Verbundwerkstoffe im Vergleich zu anderen Werkstoffgruppen und sind somit für die im Leichtbau bei komplexen Anforderungen gebotene Mischbauweise mit optimalem Materialmix prädestiniert. Die Gestaltungsmöglichkeiten von textilen Verbunden in Kombination mit unterschiedlichen Materialien sind aus werkstoffwissenschaftlicher, konstruktiver und auch technologischer Hinsicht bisher nur in Einzelaspekten untersucht worden. Textilmaschinen für neuartige Flächengebilde erlauben, unterschiedliche mehraxiale Verstärkungsanordnungen zu realisieren. Besondere Vorteile hinsichtlich Energieeinsparung und Umweltschonung bieten textilverstärkte Thermoplast-Verbunde aus Hybridgarnen. Hiermit wird ein großer Gestaltungsspielraum bei der beanspruchungsgerechten Bauteilausführung, der Funktionsintegration, der Verbindungstechnik und der Crashsicherheit eröffnet. Die richtungsabhängigen Struktureigenschaften von Komponenten aus Textilverbunden entstehen in einem simultanen Prozess von Werkstoffkonstruktion und Bauteilgestaltung, was eine besonders enge Verzahnung aller Prozessstufen erzwingt. Dazu müssen grundlegende Erkenntnisse für alle Prozessstufen, beginnend vom Filament über (Hybrid-)Garn, Halbzeug und Preform bis hin zu konsolidierten Komponenten und Bauteilen in funktionsintegrierender Mischbauweise mit reproduzierbarer Qualität erarbeitet werden. Einige Konzepte hierzu werden in dem Vortrag näher erläutert.

Overhead Presentation: Textile-reinforced composite materials have the greatest flexibility for adapting the material structure to the loads and are, therefore, virtually predestined for the complex requirements of lightweight engineering with optimal material mix. From a material-scientific, constructive and also technological point of view, the manifold opportunities for the design of textile composites have yet been, however, researched at the most in singular aspects and not been fully exploited. The properties of future products can, thus, be predicted without complex experiments and the textile structures can already be designed in an early draft stage according to the loads. Special benefits with regard to the saving of raw materials, mass and energy can be achieved through textile reinforced thermoplastic composites made of hybrid yarns. Herewith, a high freedom of design is enabled for load adapted constructions, functions integration, joining technique and good crash properties. The variable anisotropic structure properties of textile reinforced components are produced in a complex and simultaneous process of material engineering and construction. Therefore basic cognitions have to be developed for all levels of the value-added chain, starting with the filament, and (hybrid) yarns, semi-finished products and preforms up to consolidated function-integrated multi-material components and structures with a high reproducible standard of quality. Some concepts to this will be explained in the following presentation.