Die Erforschung und Weiterentwicklung von Tape-basierten Leichtbaustrukturen durch material- und verfahrenstechnische Lösungen ist einer der Forschungsschwerpunkte am Fraunhofer IMWS. Insbesondere bieten wir innovative Ansätze sowohl für die Entwicklung von eigenschaftsoptimierten Tape-Halbzeugen als auch für das Design und die Herstellung von Tape-basierten Leichtbaustrukturen. In hybriden Fertigungsprozessen können das Thermoformen von endlosfaserverstärkten Laminateinlegern mit dem Spritzguss von kurzfaserverstärkten Thermoplasten kombiniert werden und so die Vorteile der jeweiligen Thermoplastegruppe (hohe mechanische Eigenschaften / komplexe Formgebung & wirtschaftliche Fertigung) für die serientaugliche Herstellung von Leichtbaukomponenten optimal genutzt werden. Weitere Verarbeitungs- und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich durch das thermoplastische Tape-Wickeln sowie 2D- und 3D- Tapelegen zur Herstellung von belastungsgerechten, materialeffizienten sowie maßgeschneiderten Laminaten und Bauteilen. Unsere Expertise umfasst insbesondere:
- Bauteilentwicklung und -design: belastungs- und fertigungsgerechtes Bauteildesign, Prozess- und Struktursimulation;
- Entwicklung sowie Optimierung von Prozess- und Automatisierungskonzepten: Hybrid-Spritzgusstechnologie in Kombination mit Thermoformen von Laminateinlegern, 2D-Tapelegen zur Herstellung von maßgeschneiderten Laminaten, 3D-Tapelegen zur Herstellung von lastoptimierten Bauteilen auch für kleine Stückzahlen in Kombination mit 3D-Druck, Tape-Wickeln zur Herstellung lastoptimierten rotationssymmetrischen Bauteilen;
- Validierung von Bauteildemonstratoren: Fertigung von Prototypen, Nullserien, Kleinserien und Abmusterungen; Erprobung und Validierung
- Bewertung: Prüfung von Tape-basierten Leichtbaustrukturen und Halbzeugen,
- Materialentwicklung: Entwicklung und Herstellung von eigenschaftsoptimierten Tape-Halbzeugen mit Fokus auf Hochleistungsmaterialien und nachhaltige Halbzeuge auf Basis Bio- und Recycling-Komponenten.
Dabei findet am Fraunhofer IMWS der Zusammenhang zwischen Material, Verarbeitungseinflüssen und den resultierenden Werkstoff- und Halbzeug-Eigenschaften besondere Beachtung. Die Umsetzung prozesstechnischer Aufgabestellungen erfolgt vom Labor- bis in den Pilotmaßstab, damit eine flexible und schnelle Überführung von Entwicklungsergebnissen in die industrielle Anwendung möglich wird.
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
