Zusammen mit dem Unternehmen Schütze erforscht und entwickelt das IFW eine flexible Prozesskette für die Herstellung von maßgeschneiderten kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK)-Sandwichstäben. Durch die spezielle Fertigungstechnologie sollen bereits Kleinserien kundenspezifisch und trotzdem wirtschaftlich umgesetzt werden.
Für das automatisierte Tapelegen in der Luft- und Raumfahrt werden vor allem vorimprägnierte Kohlenstofffasertapes (sogenannt Prepregs) eingesetzt. Ein Derivat der Prepregs sind vorimprägnierte Faserbündel (sogenannt Towpregs). Sie unterliegen durch den Herstellungsprozess einer höheren Dimensionsvarianz, bieten jedoch gegenüber klassischen Prepregs einen erheblichen Kostenvorteil.
An der Verarbeitung von Towpregs in einem kontinuierlichen Prozess zu CFK-Sandwichstäben wird nun geforscht. Innerhalb des Projekts betreibt der Projektpartner Schütze die Prozessentwicklung und -erforschung für die Ablage der Towpregs in Stabrichtung. Dadurch erhalten die Stäbe vor allem gute Zug- und Druckeigenschaften. Anschließend wird der unidirektional verstärkte Stab über eine vom IFW entwickelte multi-orbitale Legeeinheit mit Winkellagen versehen. Dazu legen zwei gegensinnig rotierende Orbitalträger mit jeweils bis zu zwölf Ablegeeinheiten die Towpregs auf dem Stab kontinuierlich und vollflächig ab. Die Winkellagen führen vor allem zu einer höheren Torsionssteifigkeit und lassen im Falle einer Medienführung höhere Innendrücke zu. Durch den modularen Aufbau der im Bild zu sehenden Anlage, kann ein großes Produktspektrum an CFK-Stäben abgedeckt werden. Es können Durchmesser in einem Bereich von 15 bis 80mm und Winkellagen im Bereich von 30 bis 85° hergestellt werden. Zudem erlaubt der kontinuierliche Prozess die Herstellung von Stäben mit einer ununterbrochenen Länge von bis zu 30m.
Derzeit befindet sich das Projekt am IFW und bei der Firma Schütze in der Inbetriebnahme der Einzelsysteme, gefolgt von der Prozessentwicklung und -erforschung der Einzelprozesse. Mitte des Jahres 2024 sollen die beiden Prozesse dann in einen Gesamtprozess überführt und gemeinsam in ihrer Produktionsumgebung erforscht werden.
