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Forschung

Jetzt wird eine runde Sache draus! – SKZ forscht an der Serienfertigung von Hybridstrukturen

Wissenschaftler des Kunststoff-Zentrums und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) entwickeln gemeinsam mit fünf Industrieunternehmen im Forschungsprojekt „HybridSwitch“ verschiedene großserientaugliche Prozesstechniken auf Basis von innovativen Werkstoff- und Verbindungstechnologien.

05.12.2022
Serienfertigung Hybridstrukturen

Rohrverbindung aus Metall und Faserverbundkunststoff (Foto: Hyconnect GmbH)

Kooperationsprojekt behandelt großserientaugliche Prozesstechniken
für FVK-Metall-Bauteile

Der effiziente Einsatz von Leichtbau ermöglicht die Einsparung von Gewicht, Material und Energie. Aufgrund des Leichtbaupotenzials werden Faserverbundkunststoffe (FVK) insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und mit steigendem Anteil auch im Schienenfahrzeug- und Bootsbau eingesetzt. Dieses Potential kann durch den Einsatz hybrider Strukturen gesteigert werden. Das SKZ entwickelt zusammen mit dem Fraunhofer IWU sowie den Unternehmen Hyconnect GmbH, CeH4 Technologies GmbH, Fisco GmbH, Suer Nutzfahrzeugtechnik GmbH & Co. KG und GreenDelta GmbH hierzu großserientaugliche Prozesstechniken auf Basis von innovativen Werkstoff- und Verbindungstechnologien. Im Unterschied zu gängigen Fügeverfahren wie etwa Kleben oder Nieten bieten diese Hybrid-Verbindungen durch ihren werkstoff- und fertigungsgerechten Aufbau eine vielversprechende Alternative für neuartige Hochleistungs-Leichtbaustrukturen in Faserverbund-Metall-Mischbauweise.

Im Projekt werden automatisierte und skalierbare Fertigungsprozesse für FVK-Metall-Bauteile auf Basis etablierter FVK-Serienprozesse entwickelt. Es werden grundlegend neuartige Gestaltungsprinzipien für den belastungsgerechten Übergang von FKV zu Metall sowie neue Fügetechnologien für Multimaterialleichtbau realisiert und die dafür notwendigen Konstruktionstechniken erarbeitet. Der Funktionsnachweis der Technologien erfolgt anhand von branchen- und prozessabhängigen Technologieträgern, welche anwendungsnah erprobt werden.
Das SKZ wird im Rahmen des Projektes unter Anwendung modifizierter Textilien einen serienfähigen Prozess entwickeln, mit dem Rohrverbindungen aus FVK und Stahl realisiert werden können. Die Technologie wird anhand einer prototypischen Isoliertrennstelle für den Rohrleitungsbau demonstriert. Dafür können die Kenntnisse aus dem Vorgängerprojekt „HyFiVE“ bezüglich flächiger Hybridstrukturen auf Profilgeometrien übertragen werden. Durch den Einsatz der innovativen Verbindungstechnologien soll in erster Linie eine Massereduktion technischer Systeme erzielt werden. Infolgedessen soll im Projekt ein bedeutendes CO2-Einsparungspotential aufgezeigt werden. So wird materialhybrider Leichtbau durch das Projekt kostengünstig selbst für klein- und mittelständischen Unternehmen umsetzbar und auf bestehende technische Systeme übertragbar.

Das Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.

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Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Jana Fiedler
Composites
j.fiedler@skz.de

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