Institut für Strukturleichtbau, TU Chemnitz 

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Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Prof. Lothar Kroll (Direktor IST und CETEX, Leiter Fraunhofer Zentrum STEX am IWU)
Kompetenz: Ressourceneffiziente Fertigung von Leichtbaustrukturen in Faserverbund- und Hybridbauweise
Ausstattung: Programmsysteme für multikriterielle Simulation und Optimierung von Prozessen und Bauteilen, Seriennahe Pilotanlagen zur Herstellung von Leichtbaustrukturen nächster Generation

Grenzflächendesign und Großserientechnologien

Aufgaben- und Zielstellung

  • Verfahren für die polymerchemische Modifikation sowie die Oberflächenaktivierung der Kunststoffe
  • Numerische Modellierung des Grenzschichtverhaltens unter verschiedenen Belastungsgeschwindigkeiten
  • Experimentelle und numerische Ermittlung der prozessbedingten Eigenspannungen und der Grenzflächenhaftung
  • Qualifikation von Prozesstechnologien zur Erzeugung von Verbunden mit kompakten und geschäumten Polymerschichten
  • Integration komplexer Prozessketten und Fertigung von Demonstratorbauteilen 
  • Optimierung der gesamten großseriennahen Prozesskette

Lösungsansatz

Polymerchemische Modifikation

  • Messungen der Oberflächenenergie und -beschaffenheit
  • Aufbringung bzw. Einarbeitung reaktiver Kopplungsagenzien
  • Beschichtungsverfahren mittels Plasmapolymeri-sation
  • PA6-Compounds auf Basis aliphatischer Kondensate
  • Iterative Abstimmung der Vorbehandlungsver-fahren

Numerische Modellierung

  • Versagensmodellierung für die Grenzschichten
  • Multi-disziplinäre Optimierung
  • Experimentelle Verifikation
  • Gestaltungsrichtlinien für Verbunde
  • Numerische Parameterermittlung zur Definition vergleichender Prüfverfahren

Prozesstechnologien

  • Verbunde mit kompakten und geschäumten Polymerschichten
  • Spritzprägeverfahren zur Ausformung von Sicken und Anbindung von Verstärkungsrippen 
  • Optimierung der Verfahrensparameter im Zusammenwirken der großseriennahen Prozesskette