MERGE: Technologiefusion von 3D-Faserapplizieren und Spritzgießen zur Herstellung lastgerechter Leichtbaustrukturen (3D-FAIM) – Teilvorhaben C

Die Basis für einen ressourceneffizienten Leichtbau bildet die Fusion großserientauglicher Technologien aus den Bereichen Kunststoff, Metall, Textil und Smart Systems. Eine derartige Technologiekombination zeichnet sich durch erhebliche Energie- und Materialeinsparungen aus. Bei Leichtbaustrukturen ist zudem stets ein effizienter Materialeinsatz gegeben, was für mobile Anwendungen eine Verbrauchs- und CO2-Reduzierung zur Folge hat. Gleichzeitig zur Großserienfertigung ist ebenso eine fortschreitende Individualisierung der Produkte notwendig. Die sog. "Mass Customisation" muss Einzug in den Leichtbau halten, da sich nur durch eine individuelle lastgerechte Anpassung des Aufbaus von Leichtbaustrukturen weitere Materialeinsparungen erzielen lassen. Dies gewährleistet auch eine skalenübergreifende Produktion, was den Wettbewerbsvorteil für KMU erhöht, da diese so schneller und flexibler auf unterschiedliche Auftragsvolumen reagieren können. Das Projektvorhaben zielt daher auf die Kombination des effizienten Spritzgießens mit Technologien des 3D-Faserapplizierens zur Herstellung von faserverbundbasierten Leichtbaustrukturen mit individualisierter lastgerechter Verstärkung. Die technologische Innovation liegt in der dreidimensionalen Fertigung lokaler Verstärkungsstrukturen durch Ablegen faserverstärkter thermoplastischer Tapes sowie Drucken kurzfaserverstärkter Thermoplaste (3D-Faserapplizieren) mittels eines den Druckvorgang bestimmenden multifunktionalen Lege- bzw. Druckkopfs. Die neu geschaffenen Materialien und Produkte sollen sich durch eine umwelt- und ressourcenschonende sowie kostengünstige Produktion und Nutzung auszeichnen. Durch die ganzheitliche Betrachtung des gesamten Produktlebenszyklus werden Markteintrittsbarrieren, wie bspw. hoher Kosten- und Ressourcenverbrauch sowie Recyclingfähigkeit überwunden und Wettbewerbsvorteile ausgebaut.