TS-Moulding - Vollautomatisierte Fertigung von endlosfaserverstärkten Thermoplastsandwichstrukturen in Großserie

Neuartiger Thermoformprozess für die Erschließung neuer Leichtbau-Potenziale

Organosandwich Leichtbau Fraunhofer IMWS
© Fraunhofer IMWS/Sven Döring
Umgeformte Organosandwichstrukturen mit thermoplastischem Wabenkern und Deckschichten aus UD-Tape-Laminaten

Sandwichverbunde aus endlosfaserverstärkten Kunststoffdecklagen bieten ein Optimum an Leichtbauperformance und damit einhergehender Materialeffizienz bei der Umsetzung großflächiger Strukturbauteile. TS-Moulding ist eine vom Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS entwickelte Technologie, die auf einem neuartigen Thermoformprozess aufbaut und gezielt für die vollautomatisierte Fertigung von endlosfaserverstärkten Sandwichbauteilen mit thermoplastischer Matrix in Großserie konzipiert wurde.

 

Die Vorteile von TS-Moulding auf einen Blick:

 

  • Vollautomatisierte Fertigung komplexer Strukturbauteile in Sandwichbauweise  
  • Volles Erschließen der Leichtbau-Potenziale von endlosfaserverstärkten Sandwichverbunden mit Wabenkern
  • Großserientauglichkeit durch Herstellung verwertungsfertiger Sandwichbauteilen in Zykluszeiten von unter einer Minute
  • Nachhaltig recyclebare Sandwichbauteile aufgrund thermoplastischer Matrixsysteme

Die Umsetzung von TS-Moulding basiert auf der langjährigen Erfahrung des Fraunhofer IMWS in der Entwicklung beanspruchungsgerechter Sandwichstrukturen, der numerisch gestützten Simulation zur gestaltungsgerechten Struktur- und Bauteilauslegung sowie der Prozess- und Werkzeugentwicklung im Pilotmaßstab. Unterstützt werden die Forschungsarbeiten durch systematische mechanische und prozessspezifische Kennwertbestimmung sowie Bauteilbelastungstests mit individuellen Versuchsaufbauten in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie.

Bedarf an neuen Technologien

Leichtbau ist ein unverzichtbarer Ansatz insbesondere für eine zeitgemäße Mobilität und das Erreichen der Klimaschutzziele. Deshalb wird der Bedarf  neuer Technologien stetig größer.

Die Lösung: TS-Moulding

TS-Moulding ermöglicht erstmals eine vollautomatisierte Fertigung von thermoplastischen endlosfaserverstärkten Sandwichbauteilen mit Wabenkern in großserientauglichen Zykluszeiten gewährleistet.

Unsere Dienstleistungen im Bereich Kunststoffverarbeitung

Projekte zum Thema thermoplastische Sandwichstrukturen

 

Nachhaltigkeit durch Materialeinsparungen: Tagung zeigt Potenziale der Sandwichbauweise

 International führende Fachleute haben aktuelle Trends aus der Material- und Technologieentwicklung und neue Einsatzfelder von Sandwich-Materialien auf der »Faserverbund-Sandwich-Tagung« vorgestellt und diskutiert. Sie zeigten Lösungen im Spannungsfeld von Rohstoffeffizienz, Digitalisierung und Nachhaltigkeit, etwa für Anwendungen in der Automobilindustrie, Luftfahrt oder Photovoltaik.

 

20.3.2024

Leichtbau, effizient und serientauglich durch Sandwich-Bauweise mit thermoplastischen Materialien

Die aus thermoplastischen Sandwich-Halbzeugen hergestellte Klappe demonstriert die enormen Potenziale zur Gewichtseinsparung mit der Thermoplast-Sandwich-Moulding-Technologie.

 

Innovative Struktur-Bauteile mit adaptierten Elektroniken für E-Fahrzeuge

Zusammen mit Partnern erforscht das Fraunhofer IMWS in dem interdisziplinär ausgerichteten Projekt »InThElekt« die Fertigung innovativer Fahrzeugleichtbaustrukturen mit integrierten Elektronikkomponenten für E-Autos.

 

Untersuchung des Leichtbaupotenzials hierarchisch aufgebauter Sandwichmaterialien

Das Ziel des Projekts »HPHex« bestand darin, das Leichtbaupotenzial neuer hierarchisch aufgebauter Sandwichmaterialien zu untersuchen, die kostengünstig in hochautomatisierten Fertigungsverfahren hergestellt werden können.

 

Leistungsstarke Leichtbau-Materialien für den Flugzeugbau

Hochwertige und anspruchsvolle Verbundwerkstoffe für den Leichtbau spielen für die Flugzeugindustrie schon heute eine zentrale Rolle. Das Fraunhofer IMWS und der Luftfahrtzulieferer P-D Aircraft Interior wollen diese Materialien durch den Einsatz von Glasfasern noch robuster machen.

 

Digitaler Zwilling für thermoplastische Composite »digitalTPC«

Im Projekt »digitalTPC« forschen Mitarbeitende des Fraunhofer IMWS, Fraunhofer ICT, Fraunhofer IZFP und Fraunhofer SCAI, in Zusammenarbeit mit Vertreterinnen und Vertreter der Industrie an einem digitalen Zwilling für thermoplastische Composite, wobei die ganzheitliche Betrachtung in der realen und virtuellen Prozesskette stattfindet.

 

Effiziente Sandwich-Leichtbaustrukturen mit hoher Oberflächengüte

Das Fraunhofer IMWS entwickelt mit Partnern hochbelastbare Strukturbauteile mit glatter, optisch ansprechender Oberfläche und zugleich die passenden Verfahren für Fertigung und Qualitätsprüfung. Die Partner setzen dabei auf Metall-Kunststoff-Hybrid-Sandwichmaterialien.

 

Schadenstolerante CFK-Schaum-Sandwichstrukturen für den Flugzeugbau

Das Projekt »SANDWICH²«, im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo V, konzentriert sich auf die Untersuchung und Optimierung der Schadenstoleranz solcher Schaumsandwichstrukturen. Das Fraunhofer IMWS ist Teil des Forschungskonsortiums und verantwortlich für diese Erforschung.

 

Hierarchische thermoplastische Sandwichmaterialien für noch leistungsfähigeren Leichtbau

Das Fraunhofer IMWS und die ThermHex Waben GmbH arbeiten gemeinsam an einer neuartigen Technologie. Sie setzen auf hierarchische Sandwichstrukturen bei denen die Deckschichten selbst wiederum Sandwichstrukturen sind, um den Leichtbau noch leistungsfähiger zu machen.

 

Leichtbau für die Luftfahrt: Fraunhofer IMWS prüft sicheren Einsatz neuer Materialien

Leichtbau ist in der Luftfahrt ein entscheidender Schlüssel, um Treibstoff und damit Emissionen einzusparen. Können mit Kohlefasern verstärkte Sandwich-Bauteile für die tragenden Strukturen eines Flugzeugs eingesetzt werden?