Mein Zukunft Bau

Materialgerechtes Fügen von Faserverbundprofilen

Projektnummer

F20-10-1-054; 10.08.18.7-10.22

 

Laufzeit / Status

01.2011 - 08.2014 / abgeschlossen

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Projektdetails

Beteiligte

Univ. Stuttgart, Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren -ILEK-,  Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Werner Sobek, Pfaffenwaldring  7 + 14, 70569 Stuttgart
M.Eng. Jürgen Denonville (Bearbeiter)

Univ. Stuttgart, Institut für Umformtechnik -IFU- , Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Mathias Liewald  MBA, Holtgartenstraße 17, 70174 Stuttgart

 

Cluster

Neue Materialien und Techniken

Projektbeschreibung

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer materialgerechten Fügetechnologie für Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (FKV), im Speziellen für unidirektektionale Pultrusionsprofile.
Die derzeit vorhandenen Fügetechnologien für die leichten und leistungsfähigen Faser-verbundprofile sind auf der Baustelle entweder nicht umsetzbar (z.B. Kleben) oder ineffizient (z.B. Lochleibung). Das große Potential der FKV im Hinblick auf Materialersparnis, CO2- und Massenreduktion sowie deren herausragende statische Eigenschaften können im Bauwesen bislang noch nicht ausgeschöpft werden.
Der in diesem Projekt untersuchte Lösungsansatz sieht vor, die Polymermatrix des FKV in den Knotenpunkten der Lastübertragung / Lastausleitung durch eine metallische Matrix zu ersetzten. Somit sind die finalen Bauteile in einem Teilbereich Faser-Metall-Verbunde (oder auch Metall Matrix Composites (MMC)) und ansonsten FKV. Die Verbindung der Teilbereiche erfolgt über die durchgehenden Fasern.
Innerhalb des MMC-Bereichs besteht nun die Möglichkeit deutlich höhere Tragfähigkeiten für Lochleibungsverbindungen zu erzielen. Darüber hinaus sind Schweißverbindungen denkbar.
Im Rahmen des Projekts wurde ein Herstellungsverfahren entwickelt, das auf dem Thixo-Schmiedeverfahren basiert und es ermöglicht auf endlos lange Carbon- oder Glasfasern partiell eine Aluminiummatrix aufzubringen. Die mittels diesem Verfahren hergestellten Halbzeuge wurden zu Endbauteilen weiterverarbeitet und hinsichtlichlich ihrer mechanischen und tragstrukturellen Eigenschaften geprüft und bewertet.
Die auf dem aktuellen Entwicklungsstand herstellbaren Bauteile ergaben sehr vielversprechende Ergebnisse.

Schlagwörter

Fügetechnologie; Faser-Kunstoff-Verbunde; Pultrusionsprofile; UD-Schichten; Carbonfaser; Glasfaser; Übergang; Polymerharze; Aluminium; Metall Matrix Composite (MMC)

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