Konstruktion und Herstellungstechnologien

Die Abteilung beschäftigt sich mit dem ganzheitlichen Design von faserverbund- und kunststoffbasierten Leichtbaulösungen, angefangen von der Materialauswahl und Entwicklung über die Auslegung zur Konstruktion der Leichtbaustrukturen mit zugehörigen Werkzeugen bis zur Fertigung und dem Recycling nach der Nutzungsdauer. Dabei werden kommerzielle Software- und Berechnungstools sowie eigens entwickelte Programmsysteme eingesetzt. Zudem kann auf eine vielfältige Prüftechnik zur umfassenden Analytik und für Strukturtests zurückgegriffen werden.

Leistungen

Auslegung und Simulation

• Konstruktion und Simulation von Strukturkomponenten
• Statische, dynamische und NVH-Analysen, Betriebsfestigkeit   
• Werkstoff- und lastpfadgerechten Lasteinleitungselemente und Fügetechnologien
• Beschreibung komplexer Wechselwirkungen zwischen Werkstoff, Prozess und Bauteil
• Datenbasierte Modellierung unter Nutzung von stochastischen Algorithmen und maschinellem Lernen
• Ganzheitliches Design von Herstellungsprozessen: Harzinfusions- und Injektionsverfahren (SCRIMP, RTM, VA-RTM, RIM),
  Thermoforming, Filament Winding, Automated Fiber Placement (AFP), Fused Deposition Modeling (FDM)
• Multikriterielle Optimierung

Strukturtest und Analytik

• Chemische Analytik (Spektroskopie und Chromatographie)
• Analyse dünner Schichten z. B. m-Linien-Spektroskopie
• Thermomechanische Charakterisierungsmethoden für Polymere und Composites
• Mechanische Prüfung von Werkstoffen und Bauteilen
• Optische Charakterisierungsmethoden z. B. optische Rissverfolgung
• Betriebsfestigkeit und Umweltsimulation, z. B. VDA-Wechseltest
• Crash und Impact
• Zerstörungsfreie Prüfmethoden (µ-CT, US)
• Brandprüfung z. B. Cone Calorimeter

Ausstattung

Konstruktion und Herstellungstechnologien

Arbeitsgruppe Simulation und Auslegung

Entlang der produktorientierten Wertschöpfungskette beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Simulation und Auslegung mit der branchenübergreifenden Entwicklung von energieeffizienten Leichtbaulösungen und zugehörigen Fertigungstechnologien.

Ausgehend von der ersten Idee, über den Entwurf von Prototypen, bis hin zur fertigungstechnischen Umsetzung komplexer Technologiedemonstratoren liegt der Fokus vor allem auf der Konstruktion, der gekoppelten Struktur- und Prozesssimulation, als auch auf der Herstellung und dem Test von funktionsintegrativen FKV-Bauweisen.

Ansprechpartner: Marcello Ambrosio, M. Sc.

Arbeitsgruppe Analytik und Strukturtest

Die Analysen von thermischen und mechanischen Eigenschaften polymerer Werkstoffe, Halbzeuge und Bauteile stellen die Kernkompetenz der Arbeitsgruppe dar. Zusätzlich werden Untersuchungen zur Betriebsfestigkeit mit überlagerten Umweltsimulationen durchgeführt. Die Arbeitsgruppe verfügt zudem über ein eigenes Brandlabor zur Ermittlung der Brandfestigkeit und Einordnung nach Baustoffklassen.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Dustin Nielow

Projektgruppe Zentrum für nachhaltige Leichtbautechnologien

Das Zentrum für nachhaltige Leichtbautechnologien befasst sich mit der Materialentwicklung für effiziente Fertigungstechnologien, dem Design und der Simulation mit stochastischen Optimierungsalgorithmen sowie der Fertigung mit neuartigen Überwachungsmethoden und der Erprobung von effizienten und hochbelastbaren Leichtbaustrukturen mit besonderem Fokus auf Wasserstoffspeichertechnologien.

Hybride Compounds und UV-härtbare Reaktionsharze für neuartige Herstellungstechnologien, die Prozesssimulation und die Fertigung von hochintegrierten Leichtbaustrukturen, Structural-Health-Monitoring-Systeme zur Prozess- und Zustandsüberwachung, neue Optimierungsalgorithmen und Approximationsstrategien für Fertigungsprozesse und komplexe Leichtbausysteme sowie die mechanische, chemische, thermische Behälter- und Werkstoffprüfung bilden dabei die wesentlichen Schwerpunktthemen innerhalb der fünf Handlungsfelder der Projektgruppe.

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Felix Kuke