Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »CIRCULAR-TP«
Kostengünstige und nachhaltige Leichtbauwerkstoffe für die Automobilindustrie
Um den Herausforderungen der zukünftigen Mobilität gerecht zu werden, gewinnen Leichtbauwerkstoffe in Fahrzeugen aufgrund ihrer hohen spezifischen mechanischen Eigenschaften immer mehr an Bedeutung. Sie bieten die Chance, das Gewicht von Automobilen zu reduzieren, so ihren Energieverbrauch zu senken und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Insbesondere der Einsatz von Hybridwerkstoffen aus Polymerverbundwerkstoffen und Metallen hat das Potenzial, die hohen Anforderungen an Mobilitätskomponenten, wie Fahrzeugsäulen, zu erfüllen. Das Projekt CIRCULAR-TP zielt darauf ab, kostengünstige Leichtbauwerkstoffe und -technologien zu entwickeln, die es den europäischen Automobilherstellern kurz- bis mittelfristig ermöglichen, Leichtbau-Lösungen in bestehenden Produktionssystemen zu fertigen.
Bestehende Technologien für die industrielle Produktion qualifizieren
Ziele des Projekts sind, die Produktion von thermoplastischen Kohlenstoff- oder Glasfaser-Verbundwerkstoffen hochzuskalieren sowie Produktionsanlagen und -verfahren zu entwickeln, die eine Großserienverarbeitung dieser Werkstoffe zu Multimaterialbauteilen ermöglichen. Die wichtigsten Herausforderungen sind die Erhöhung des Technologie-Reifegrades (TRL) der bestehenden Technologien und die Vorbereitung für eine industrielle Umsetzung. Das Projektkonsortium möchte den derzeitigen TRL von 5 auf 8 erhöhen, indem es die Robustheit der Fertigungsprozesse steigert und den Materialdurchsatz signifikant erhöht.
Höhere Produktionsgeschwindigkeit von PPA-Laminaten durch maßgeschneiderte Verschweißung von Tapes im automatisierten Tapelegeprozess
Das am Fraunhofer IPT entwickelte Stand-alone-System PrePro®2D ermöglicht die Herstellung von endkonturnahen Laminaten aus thermoplastischem, unidirektionalem Tape. Die erhöhte Produktivität wird durch eine maßgeschneiderte Konsolidierung und eine optimierte Heiztechnologie erreicht: Die Schichten des Verbundwerkstoffs werden soweit miteinander verbunden, wie es für die folgenden Prozessschritte benötigt wird. Dadurch können höhere Produktionsgeschwindigkeiten erreicht werden. Das Ergebnis nach dem automatisierten Tapelegen (ATL) sind Laminate, die eine Fertigung vollständig konsolidierter Bauteile im anschließenden Thermoformen ermöglichen. Hauptziel der Aktivitäten des Fraunhofer IPT im Rahmen des Projektes CIRCULAR–TP ist es, die Leistungsfähigkeit der PrePro®2D-Produktionsmaschinen durch Einsatz optimierter Heizverfahren zu steigern und die Robustheit des Prozesses, u.a. mittels digitaler Prozessüberwachung, signifikant zu erhöhen.
Konsortium
Koordinator:
- Arkema, Frankreich
Partner:
- CANOE, Frankreich
- CRF, Italien
- ENEA, Italien
- Fundación Tecnalia Research & Innovation, Spanien
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Deutschland
- Idertia Soluciones Industriales, S.L., Spanien
- Technische Universität Delft, Niederlande