Die Forderung zur Reduzierung des CO2 Ausstoßes und die rasant steigenden Treibstoffpreise verlangen drastische Gewichtsreduktionen von Flugzeug- und Automobilindustrie. Mit Hilfe von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen können Strukturgewichte signifikant reduziert werden. Bislang fehlen aber meist effiziente und kostengünstige Fertigungsprozesse. Diese werden in Low-cost Märkten, wie der Automobilindustrie mit ihren hohen Produktionsraten, gefordert. Die kontinuierliche Preformingtechnologie in Verbindung mit der RTM-Technik kann zukünftig in der Lage sein, diesen Forderungen nach qualitativ hochwertigen Produkten zu günstigen Fertigungskosten zu liefern. Profile sind im Luftfahrtbereich genauso wie in der Automobilindustrie ein wichtiges Bauweisenelement. So basieren das Design der Semi-Monocoque-Bauweise von Flugzeugen und die Spaceframe-Architektur bei Automobilen auf Profilen. Speziell Profile mit variierenden Querschnitten und nicht extrudierbarem Verlauf werden dabei zukünftig von besonderem Interesse sein. Das DLR Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik hat eine neue Fertigungseinrichtung entwickelt, welche die Anforderungen der Industrie erfüllen kann. Die neue kontinuierliche Preformfertigungsanlage ist in der Lage, kontinuierlich und reproduzierbar Doppel-T-Profile mit veränderlichem Höhenprofil zu fertigen. Dabei werden kostengünstige Multiaxialgelegehalbzeuge zur Profilherstellung genutzt. Über Rollen und Formgebungseinrichtungen werden zwei parallele Bänder in Doppel- T-Querschnitt umgeformt. Durch die in den Umformeinheiten integrierte Heizung wird ein in das textile Halbzeug integrierter Binder aufgeschmolzen. Die umgeformten Bänder werden einem Walzengerüst zugeführt. Die Umformeinheiten sind frei programmierbar und bilden vollautomatisiert beliebige wie veränderliche Profilhöhen ab. Anschließend wird durch das Abkühlen des Binders die Profilform konsolidiert. Zukünftig soll diese faser- und bauteilgerechte Fertigung von Profilbauteilen auch auf mehrfach- und radialgekrümmte sowie offene und geschlossene Querschnitte angewendet werden. Die Nutzung eines Multimaterialsystems für effiziente und kostengünstige Bauteile für den Einsatz in der Automobilindustrie wird untersucht.
The reduction of CO2 emissions and the sharp rise in prices for fuel require drastic reductions in weight and cost for aircraft and automotive. Fibre reinforced composites parts can reduce the weight significantly, but cost-efficient automation processes are often missing. In low-cost markets, e.g. the automotive industry, high production and output rates combined with low-cost manufacturing processes are required. This can be achieved by use of textile preforming technology in combination with RTM technology. Profiles are an essential construction element in aerospace and automotive design. The semi-monocoque aircraft design (frames and stiffners on a skin) and the spaceframe architecture are based upon profiles. Preform profiles with variable outlines that have non-extrudable sections are of particular interest for the aviation and automotive industry. The DLR Institute of Composite Structures and Adaptive Systems has developed an innovative device to overcome the previous limitations and fulfil the industrial demands. The novel continuous preform production line is able to manufacture I-Beam profiles with variable web height by using Non-Crimp Fabric (NCF). Rollers and adjustment units guide two parallel tapes to the forming units. These guides are combined with heating units, which warm up the thermoplastic binder inside the NCF-tapes. The formed fabric runs into a split roller stand. The upper roller stand is mounted on a vertical linear motion unit. The height of the I-Beam profile can be continuously adjusted by moving the upper roller stand. Further perspectives are to expand the form variation to multi and radial curved, open and closed profiles and the use of a multi material system for more cost efficient profiles.
Automated continuous preforming of profiles with variable web height adjustment
Kontinuierliches Preforming von Profilen mit variablen Steghöhen
2012
9 Seiten, 8 Tabellen
Conference paper
Storage medium
English
Automobilindustrie , Flugzeugindustrie , Fertigungskosten , Adaptronik , Bauelement , Flugzeug , Ausstoß , Gewichtseinsparung , Fertigungsprozess , Fertigungseinrichtung , Profilherstellung , Luftfahrt , Fahrbereich , Umformbarkeit , Umformen , Heizung , Abkühlen , Walzengerüst , Luftfahrzeug , Verbundstruktur , CO2-Emission , Lineareinheit , Strahlengang
Continuous Preforming System for Curved Composite Profiles
SAE Technical Papers | 2011
|LCM Automated profile preforming for aerospace applications
British Library Online Contents | 2015