Der Verbundwerkstoff entsteht erst bei der Bauteilfertigung. Seine Eigenschaften werden im Wesentlichen von der Faserrichtung bestimmt, aber auch der Fertigungsprozess hat einen starken Einfluss auf die Bauteileigenschaften. Bei keinem anderen Konstruktionswerkstoff bedingen sich die Bauweise, Herstellprozess und Materialeigenschaften so sehr wie bei den Faserverbundwerkstoffen.
Mit unserem Know-How der Faserverbundmechanik und der Fertigungsprozesse unterstützen wie Sie bei der Konstruktion Ihres Faserverbundbauteils.

Die numerische Simulation faserverstärkter Bauteile ist im Vergleich zu isotropen Materialien deutlich aufwändiger. Um das Bauteilverhalten numerisch korrekt abzubilden muss zum einen der Laminataufbau korrekt abgebildet werden, zum anderen müssen die anisotropen Elastizitätsdaten und Festigkeiten der Verbundwerkstoffe bekannt sein und dem Laminat zugewiesen werden. Die Grundlagen für die Berechnung von Composites sind in der VDI-2014 dargestellt. Mit unserer langjährigen Erfahrung bei der Auslegung von Faserverbundstrukturen sind wir Ihr Partner für die Composite Auslegung. Die nötigen Werkstoff-Kennwerte stellen wir bei oder wir ermitteln die Kennwerte Ihres Compositematerials.

Mittels Prozesssimulation lassen sich Fertigungsprozesse bereits in der Frühphase der Produktentwicklung erproben. Der Simulation von Drapiervorgängen kommt hierbei eine wesentliche Rolle zu. Sie zeigt zum einem die Grenzen der Drapierbarkeit der verwendeten Halbzeuge und geben so Hinweise auf die Form der benötigten Gewebezuschnitte. Zum anderen lassen sich über eine Drapiersimulation die Änderungen der Faserwinkel infolge der Gewebeverformung erfassen und in die Strukturberechnung rückkoppeln. Wir unterstützen Sie bei Ihrer Fertigungsplanung mit einer Drapiersimulation oder der Ableitung von Zuschnitten für Ihr komplexes Faserverbundbauteil.

Die Anfertigung von Werkstoffproben erfordert viel Know-How und entsprechendes Equipment. Für die Ermittlung von Werkstoffdaten oder zur Qualitätssicherung empfiehlt sich die Untersuchung von undirektionalen Laminaten. Da auch das Fertigungsverfahren einen großen Einfluss auf die Werkstoffeigenschaften hat, ist es hilfreich, die Proben auf die gleiche Art und Weise zu herzustellen. Wir fertigen Ihre Werkstoffproben aus allen gängigen Faser- und Matrixhalbzeugen und in allen gängigen Verarbeitungsprozessen. Reproduzierbar und mit bestmöglicher Probenqualität.

Für die Dimensionierung eines Compositebauteils ist die Kenntnis der fünf Grundfestigkeiten und Grundelastizitätsgrößen der unidirektionalen Schicht erforderlich. Weitere Größen müssen bekannt sein wenn die Delamination des Verbundes betrachtet werden soll. Das komplexe Materialverhalten macht eine Vielzahl von Prüfungen erforderlich. Wir prüfen für Sie nach allen relevanten Faserverbundnormen statisch und dynamisch. Wir ermitteln zyklische Festigkeiten Ihres Halbzeugs oder erstellen eine komplette Materialkarte für Ihren Werkstoff.

Häufig ist es sinnvoll kritische Bereiche eines Compositebauteils aus dem Gesamtbauteil herauszulösen und separat zu prüfen. Diese Vorgehensweise erlaubt Rückschlüsse auf das Verhalten des Gesamtbauteils und hilft dabei die Kosten gering zu halten. Besonders vorteilhaft ist dies bei der experimentellen Untersuchung des Crashverhaltens von Compositestrukturen. Wir planen und fertigen Ihren Prüfaufbau und erproben Ihre Faserverbundstrukur statisch, zyklisch oder mittels Impactbeanspruchung. Mit den Ergebnissen optimieren wir Ihr Faserverbundbauteil oder passen Ihr Materialmodell dem realen Strukturverhalten an.

Der Faserverbundwerkstoff entsteht während der Herstellung des Faserverbundbauteils durch schichtweises Zusammenfügen der textilen Halbzeuge. Dieser kostenintensive Schritt bedarf genauer Planung bereits bei der Bauteilauslegung, damit schon hier die Basis für eine wirtschaftliche Fertigung gelegt wird. Wir unterstützen sie in allen Phasen der Produktentwicklung. In unserem Labor erproben wir ihren Fertigungsprozess, erstellen erste Handmuster oder gar prüfbare Prototypen und finden für sie die geeigneten Partner zum Aufbau ihrer Fertigung.

Bei komplexen FKV-Strukturen können bis zu 70% der Bauteilkosten durch das Preforming entstehen. Die Basis für diese Kosten wird ebenfalls schon in der frühen Phase des Bauteildesigns gelegt wenn die Lagenzuschnitte definiert werden. Wir haben bereits beim Bauteildesign die Fertigung im Focus und versuchen das Optimum zwischen Leichtbaunutzen und Wirtschaftlichkeit zu finden. Im Labor erproben wir das Preforming Ihres Compositebauteils und erfassen experimentell oder numerisch die Faserorientierung der Halbzeuge und berücksichtigen Winkeländerungen in der Bauteilauslegung.

Der Einsatz thermoplastischer Matrices ist besonders für große Stückzahlen äußerst attraktiv. Die erhofften geringen Zykluszeiten und die große Auswahl an mitunter sehr preiswerten Matrixpolymeren sind insbesondere für die Automobilindustrie hoch interessant. Die Herausforderungen stecken jedoch häufig im Detail. Wir unterstützen Sie auf der Suche nach dem richtigen Matrixwerkstoff, finden einen passenden Schlichtetyp und fertigen Werkstoffproben für Sie. Die Verarbeitung von Faserhalbzeugen mit Gusspolyamidmatrix erproben wir für Sie in den gängigen Verfahren wie RTM-, Nasspressen, Wickeln oder Pultrusion.