Impulsprojekt InDiMat: Innovative Fügeverfahren und beanspruchungsgerechte Designkonzepte für hybride Leichtbau CFK-Multimaterialverbunde
Projektpartner:
Beteiligte Insitute der Hochschule:
- LaserApplikationsZentrum (LAZ) Hochschule Aalen
- Institut für Materialforschung (IMFAA) Hochschule Aalen
- Gießereitechnologie Aalen (GTA) Hochschule Aalen
- Technologiezentrum Leichtbau (TZL) Hochschule Aalen
Projektzeitraum: Juni 2017 - Mai 2021
Projektbeschreibung:
Leichtbau hat herausragende Bedeutung für Verkehr, Energieversorgung und Industrieautomatisierung. Dabei wird aufgrund der steigenden Bedeutung von Ressourcen- und Energieeffizienz die branchenübergreifende Schlüsseltechnologie Leichtbau für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands eine wichtige Rolle spielen.
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) gehören zu den vielversprechendsten Leichtbauwerkstoffen. Diese werden häufig als Multimaterialverbund mit breitem Anwendungsspektrum wie z.B. der Fahrzeug-, Luft- und Raumfahrttechnik sowie dem Maschinen-/Anlagenbau realisiert. Derzeit stehen bei diesem hybriden Leichtbau Verbunde aus CFK und Leichtmetallen sowie kosteneffiziente Verfahrensansätze im Fokus.
Hierfür sollen im Rahmen des Impulsprojekts "InDiMat" verschiedene Lösungen erarbeitet werden: Leichtmetalldruckguss zielt auf die prozessintegrierte Erzeugung funktionaler Hohlräume in Gussstrukturen ab, beim hybriden Fügen werden hochfeste, langlebige adhäsiv gefügte Multimaterialverbunde adressiert.
Impulsprojekt AddFunk: Additiv gefertigte funktionale und intelligente Komponenten (Bauteile/Werkzeuge/Sensoren)
Projektpartner:
Beteiligte Insitute der Hochschule:
- LaserApplikationsZentrum (LAZ) Hochschule Aalen
- Institut für Materialforschung (IMFAA) Hochschule Aalen
- Zentrum optische Technologien (ZOT) Hochschule Aalen
- Zentrum für virtuelle Produktentwicklung (ZVP) Hochschule Aalen
Projektzeitraum: Juni 2017 - Mai 2021
Projektbeschreibung:
Additive Fertigung ist eine der Schlüsseltechnologien für die Industrie 4.0 und das Internet der Dinge. Individualisierte Produkte können mit großen Gestaltungsfreiheiten wirtschaftlich hergestellt, neue Geschäftsmodelle und Märkte erschlossen werden. Dadurch hat 3D-Druck disruptives Potenzial. Mit additiven Verfahren werden schon jetzt in einzelnen Branchen die Vorteile dieser Technologie genutzt und Klein- und Kleinstserien wirtschaftlich produziert.
Über die Möglichkeiten zur Anwendung additiver Technologien, sowohl im Kunststoff- wie auch im Metallbereich gibt es jedoch noch große Wissenslücken. Dies betrifft beispielsweise die konstruktive Gestaltung der Komponenten sowie das Verständnis der mechanischen, physikalischen und optischen Eigenschaften und die Möglichkeiten neuartiger Materialkombinationen in Richtung maßgeschneiderter heterogener Materialien (wie z.B. CerMets, Hartmetalle) oder optischer Kunststoffe. Eine weitere zentrale Herausforderung ist die Oberflächenqualität.
Hier setzt das Impulsprojekt „AddFunK“ an und greift die Fragestellungen der Industrie auf: Erforscht wird die Additive Fertigung mit neuen Werkstoffen wie Hartmetallen und optischen Materialien für intelligente Sensoren für cyberphysische Systeme. Im Fokus stehen Funktionsintegration, Oberflächenqualität und -mikrostrukturierung durch Laser.
Exploratives Projekt SurfPlus: Trennmittelfreies Druckgießen durch laserstrukturierte Werkzeugoberflächen (SurfPlus)
Projektpartner:
- LaserApplikationsZentrum (LAZ) Hochschule Aalen
- Gießereitechnologie Aalen (GTA) Hochschule Aalen
Projektzeitraum: April 2019 – März 2020
Projektbeschreibung:
Der Leichtbau wird hinsichtlich Ressourcen- und Energieeinsatz immer wichtiger, um Kostenvorteile erzielen zu können. Eine wichtige Technologie dafür ist der Aluminiumdruckguss.
Dabei werden immer noch Trennmittel verwendet, um das Anhaften der Aluminiumschmelze an das Bauteil zu verhindern. Sie werden auf das heiße Werkzeug gesprüht, wodurch sich der Werkzeugverschleiß durch hohe Abkühlraten erhöht.
In diesem Projekt soll untersucht werden, in wie weit durch Verwendung von mittels UKP-Laser permanent ins Werkzeug eingebrachter Laserstrukturen („kalte Bearbeitung“) auf Trennmittel verzichtet werden kann.