Forschung

Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Verarbeitung von Verbundwerkstoffen widmet sich den folgenden Schwerpunkten:

  • Prozessentwicklung
  • Wechselwirkung  Prozess / Struktur / Eigenschaft
  • Prozessmodellierung und -simulation
  • Prozessoptimierung
  • Prozessautomation
  • Wirtschaftlichkeitsbewertungen

Eine umfangreichen Laborausstattung bietet uns die dafür notwendige Arbeitsmöglichkeit.

Prozessentwicklung

Der Lehrstuhl verfolgt den Ansatz einer ganzheitlichen Prozessentwicklung.

Interdisziplinär werden dabei alle den Prozess und das Prozessergebnis beeinflussenden Aspekte zusammengeführt. Betrachtet wird die gesamte Bandbreite von Prozesstechnologien, die sich zur Herstellung von kontinuierlich und definiert  faserverstärkten Bauteilen anbietet. Dabei werden die bekannten Verfahren hinsichtlich einer möglichen Weiterentwicklung untersucht. Darüber hinaus sollen auch Ansätze für neue Prozesstechnologien entwickelt und, bei entsprechender Eignung , konsequent einer Industrialisierung zugeführt werden.

 

Prozess / Struktur / Eigenschaft

Prozess / Struktur / Eigenschaft

Verbundwerkstoffe besitzen eine stark ausgeprägte Wechselwirkung zwischen der Materialstruktur und den resultierenden Bauteileigenschaften. Deutlich stärker als bei anderen Materialien wird dabei die Materialstruktur durch den Verarbeitungsprozess bestimmt. Der eigentliche Verbundwerkstoff entsteht in der Regel erst im Verarbeitungsprozess. Von außerordentlicher Bedeutung ist daher die genaue Kenntnis der Wechselwirkung zwischen Prozess, Struktur und Eigenschaft, diese zu erfassen ist ein vorrangiges Ziel der Arbeiten am Lehrstuhl.

 

 

Prozessmodellierung und -simulation

Prozessmodellierung und -simulation

Eine große Herausforderung ist die Vorhersagefähigkeit sowohl hinsichtlich Materialverhalten, insbesondere aber auch in Bezug auf das Verarbeitungsverhalten. Neben der Verwendung von kommerziellen Simulationstools wird am Lehrstuhl intensiv an einer aktiven Weiterentwicklung der Prozesssimulation gearbeitet. Ein wichtiges Element ist dabei die Modellbildung.

Prozessoptimierung

Prozessoptimierung

Prozessoptimierung wird am Lehrstuhl im wesentlichen auf Basis eines tiefgehenden Verständnisses der Prozess / Struktur / Eigenschaft-Wechselwirkungen betrieben. Die Prozesssimulation leistet dabei eine wertvolle Unterstützung. Die Möglichkeiten der Prozessautomation, insbesondere auch in Bezug auf höhere Genauigkeit und bessere Reproduzierbarkeit werden dabei genauso in Betracht gezogen wie Wirtschaftlichkeitsaspekte.

Prozessautomation

Prozessautomation

Im Sinne einer integrierten Prozessentwicklung werden phänomenologisch basierte Verarbeitungsmodelle entwickelt und als Basis  für eine Anlagensteuerung herangezogen. Die darauf aufbauende automatisierte Prozessführung  ermöglich die Umsetzung von qualitativ hochwertigen Prozessergebnissen.

 

 

Wirtschaftlichkeit

Wirtschaftlichkeit

Prozesse sind für industrielle Anwendungen nur interessant, wenn sie als Ergebnis ein Produkt mit gutem Preis-Leistungs-Verhältnis liefern. Die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit bei der Prozessentwicklung ist von daher von großer Bedeutung. Wichtiger noch ist aber die Vorhersagefähigkeit der resultierenden Prozess- und damit auch Bauteilkosten, um im frühen Entwicklungsstadium eine Prozessentscheidung treffen zu können.