Abteilung Nachhaltige Faser-Kunststoff-Verbunde

Effiziente Herstellung nachhaltiger Leichtbaustrukturen

Die Abteilung Nachhaltige Faser-Kunststoff-Verbunde widmet sich der praxisnahen Entwicklung innovativer Technologien und Anlagen. In enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern konzentrieren wir uns auf zukunftsweisende Themen rund um die Kreislaufwirtschaft bei Faserverbund-Werkstoffen. Unsere Forschung umfasst SEAM-3D-Druck, Towpreg, kreislaufgerechte Medizintechnik, Crash- und Strukturberechnung sowie automatische zerstörungsfreie Prüfung. Weitere Schwerpunkte sind die automatische Preformfertigung, sowie die Erstellung von Ökobilanzen (LCA - Life Cycle Assessments). Unser Ziel ist es, nachhaltige und effiziente Lösungen für die Industrie zu entwickeln und so einen Beitrag zur technologischen Weiterentwicklung zu leisten.

SEAM-3D-Druck

Großformatige belastbare Kunststoffbauteile (z. B. aus faserverstärktem PA6, PA11, PP, PC, PEI) können im SEAM-Verfahren effizient mit hohen Prozessgeschwindigkeit hergestellt werden. Dabei sind Bauteildimensionen von bis zu 1,6 x 1,2 x 0,8 m bzw. 2 x 1,7 x 0,3 m und Austragsraten von bis zu 15 kg/h möglich. Der Einsatz von hybriden Maschinen erlaubt es, Bauteile direkt im Anschluss spanend zu bearbeiten. 

Video: Interview zum ultraschnellen 3D-Druck

Weitere Infos

Kreislaufwirtschaft

Ressourcenschonung und Umweltschutz bieten neue Wertschöpfungsketten. Dabei ist wichtig: Materialien so lange wie möglich im Kreislauf zu halten! Ob Geschäftsmodelle für die zirkuläre Wirtschaft, Bewertung von End-of-Life Komponenten, Reuse & Reparatur von Faserverbund- und Hybridstrukturen oder Recycling davon, das Fraunhofer IWU ist der ideale Ansprechpartner. Wir legen dabei einen hohen Wert auf Automatisierung und Digitalisierung, um eine optimale ökonomische und ökologische Bilanz zu gewährleisten.

Towpreg-Produktionslinie

Durch den Einsatz von vorimprägnierten Faserhalbzeugen können wesentliche Zeiteinsparungen und Kostenvorteile in der heutigen Composite-Fertigung erreicht werden. Egal ob gewickelt, pultrudiert oder Hybrid- und Sondertechnologien wie beispielsweise Endlosfilament-3D-Druck, das Fraunhofer IWU gewährt durch umfangreiche Entwicklungen Halbzeug-Lösungen für unterschiedlichste Anwendungsfälle.en.

Kreislaufgerechte Medizintechnik

Über 60 % der eingesetzten Medizinprodukte werden nur einmal benutzt. Innovative, zirkuläre Ansätze zur Schließung von Stoffkreisläufen unter Einbindung von Medizinprodukthersteller, Krankenhäuser und Recyclingunternehmen sind daher notwendig. Das Fraunhofer IWU unterstützt Sie bei der Entwicklung einer Kreislaufstrategie. Vom Design for Recycling, Reuse über effiziente Sammel- und Recyclingprozesse inklusive Sterilisation, Stoffstromanalyse bis hin zur Verarbeitung und ökologischen Bewertung.

LCA - Life Cycle Assessment

Ökobilanzen sind heutzutage ein wichtiger Bestandteil um Umweltwirkung von Produkten, Prozess und Dienstleistungen darstellen und bewerten zu können. Sämtliche Umweltwirkungen, von der Herstellung bis zur Entsorgung, werden aufgeführt und bewertet. Sie dient als Entscheidungshilfe beim Entwicklungsprozess unter Berücksichtigung von aktuellen und gewünschten Umweltaspekten.  

3D-bedruckte Textilien

Mittels 3D-Druck lassen sich textile Flächen funktionalisieren. Dabei wird in der Regel weichelastischer Kunststoff, z. B. thermoplastische Elastomere, genutzt, um lokale Strukturen oder auch flächige Bereiche auf das Textil zu drucken. Hohe form- und stoffschlüssige Anhaftung zwischen Textil und Kunststoff können dabei erzeugt werden. Einsatz findet die Technologie für lokale Verstärkungen/Verschleißschutz sowie Designs und Beschriftungen. 

Crash- und Strukturberechnung

Leichtbaupotential, vielfältige Einsatzmöglichkeiten und hohes Energieabsorptionsvermögen für Crashanwendungen, so zeichnen sich Faser-Kunststoff-Verbunde aus. Um eine optimale Materialausnutzung zu erhalten, muss das komplexe Materialverhalten bereits beim Entwurf exakt abgebildet werden. Durch die langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Simulation liegt unser Fokus auf crash- und lastpfadgerechten Strukturauslegungen für Faserverbundwerkstoffe aus den Bereichen Automobil, Schienenfahrzeugbau- und Luftfahrttechnik .

Automatisierte zerstörungsfreie Prüfung

Die vom Fraunhofer IWU entwickelte ZfP-Anlage erlaubt es beliebige Faserkunststoff-Bauteile mit einer Größe von bis zu 2 x 1 x 1 m ohne CAD-Daten automatisiert zu prüfen. Mittels kollaborierenden Robotern, modernsten Messgeräten für 3D-, Thermografie- und Ultraschall-Untersuchungen, automatisierten Bahnplanung und Messgerätsteuerung können zeitsparende Prüfungen durchgeführt werden. Die Auswertung der erhaltenen Daten kann ebenfalls durchgeführt werden.

Automatische Preformfertigung

Die Herstellung von endlosen, dickenvariablen thermoplastischen Profilen und Bauteilen wie etwa Hut- und Omega-Profilen ist durch die am Fraunhofer IWU entwickelte Integrationseinheit möglich. Mit bis zu 400 °C werden auf Rollen befindliche thermoplastische Materialien fixiert und zugeschnitten, um z. B. unterschiedliche Querschnitte zu realisieren. Vor allem reduzierte Prozesskosten und -zeit sind ein großer Vorteil dieser Anlage.

Mobiler Leichtbauroboter

Aufgebaut aus Leichtbaumaterialien wie Carbon und Aluminium, ausgestattet mit neuester, leistungsstarker Antriebstechnik und einer einfachen Bedienung bietet, der vom Fraunhofer IWU entwickelte mobile Roboter, ideale Voraussetzungen für unbemannte Durchführung verschiedenster Aufgaben. Dazu zählen unter anderem die mobile zerstörungsfreie Untersuchung von großflächigen FKV-Strukturen, Kunststoffschweißprozessen sowie die Inspektionen von Röhren und Tunneln, sowohl unter Wasser als auch über Kopf.

Kontakt

Reichenhainer Str. 88

09126 Chemnitz

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