Imprägnier- & Preformtechnologien

Der Fokus des Kompetenzfeldes liegt auf den Preform-LCM Prozessketten. Bei diesen werden zunächst endkonturgenaue Vorformlinge, sogenannte Preforms, aus Faserhalbzeugen wie Rovings oder Textilien hergestellt. Anschließend erfolgt die Imprägnierung in einem Flüssigimprägnierverfahren (LCM von engl. Liquid Composite Molding) mit einem niedrigviskosen, meist duroplastischen Matrixpolymer durch Über- und/oder Unterdruck.

Das wissenschaftliche Fundament des Kompetenzfeldes bildet eine Grundlagenforschung hinsichtlich der Auswirkungen struktureller Materialvariationen und variierender Prozessbedingungen auf das Verarbeitungsverhalten der Materialien bei Preforming und Imprägnierung. Experimentelle Studien auf selbstentwickelten Messsystemen werden dabei synergetisch um simulative Studien und theoretische Modelle ergänzt, um ein vertieftes Prozess- und Materialverständnis zu erreichen. Auf dieser Basis erfolgt eine Neu- und Weiterentwicklung von Preform-LCM Technologien, inklusive der dabei eingesetzten Materialien, Werkzeuge und Anlagen.

PD Dr.-Ing. habil.

David May

Nachwuchsgruppenleiter
TopComposite -
Topologieoptimierte und
ressourceneffiziente Composites
für Mobilität und Transport
sowie Kompetenzfeldleiter
Imprägnier-
& Preformtechnologien

Spezielle Expertise: Harzinjektions- und -infusionsverfahren, Preforming, Permeabilität von Faserstrukturen, Fertigungskonzepte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen, Integrierte Produktentwicklung

Raum: D.A.Z.
Branchen Anwendungen (Beispiele)
Luft- und fahrt Rumpfstrukturen
Automobilbau Karosseriestrukturen, Strukturbauteile
Maschinenbau Schnell bewegte Maschinenteile, Gehäuse
Sport & Freizeit Fahrräder, Skier, Boote
Energie Rotorblätter für Windkraft

Spezielle Leistungsmerkmale

  • Kontinuierliches Profilpreforming
  • Programmierbare Nähautomaten mit Echtzeit-Prozesskontrolle
  • Dry Fiber Placement
  • SPS-gesteuerte RTM-Injektionsanlagen
  • Technologieträgerwerkzeug mit umfangreicher Sensorausstattung
  • Autoklavtechnologie
  • Patentierte Messsysteme für Ebenen- und Dickenpermeabilität
  • GeoDict© - Software für Materialsimulation
  • Fertigungskonzeptentwicklung

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Duroplastische Harzsysteme und in-situ polymerisierende Thermoplaste
  • Glas-/kohlenstofffaserbasierte Rovings und Textilien, neu und recycelt
  • Duroplastische und thermoplastische Binder- und Prepregmaterialien

Typische Fragen

  • Wie kann eine möglichst schnelle und robuste Imprägnierung erreicht werden?
  • Wie kann das Prozessverhalten von Faserstrukturen charakterisiert werden?
  • Wie kann auf Werkstoffebene eine Hybridisierung von FKV bspw. mit Elastomeren und Stahlfasern erfolgen?

Projekte in diesem Feld

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld

  • Rimmel, O.

    Grundlagen der Imprägnierung von Dry Fiber Placement Preforms

  • Kühn, F.

    Sequenzielle Imprägnierung thermoplastischer Puler-Towpregs

  • Neumann, U.

    Kontinuierliches Ultraschall-Preformen zur Fertigung von CFK-Bauteilen in der Luftfahrt

  • Grieser, T.

    Textiles Formgebungsverhalten beim kontinuierlichen Preforming

  • May geb. Becker, D.

    Transversales Imprägnierverhalten textiler Verstärkungsstrukturen für Faserkunststoffverbunde

  • Arnold, M.

    Einfluss verschiedener Angussszenarien auf den Harzinjektionsprozess und dessen simulative Abbildung

  • Weiland, F.

    Ultraschall-Preformmontage zur Herstellung von CFK-Luftfahrtstrukturen

  • Rieber, G.

    Einfluss von textilen Parametern auf die Permeabilität von Multifilamentgeweben für Faserverbundkunststoffe

  • Molnàr, P.

    Stitching Technique Supported Preform Technology for Manufacturing Fiber Reinforced Polymer Composites

  • Ogale, A.

    Investigations of sewn preform characteristics and quality aspects fort he manufacturing of fiber reinforced polymer composites

  • Stadtfeld, H.

    Entwicklung einer Messzelle zur Bestimmung von Kompaktierungs- und Permeabilitätskennwerten bei flächigen Faserhalbzeugen

  • Mitschang, P. (Hrsg.)

    Prozessentwicklung und ganzheitliches Leichtbaukonzept zur durchgängigen, abfallfreien Preform-RTM Fertigung. BMBF Projekt - leider vergriffen!

  • Stöven, T.

    Beiträge zur Ermittlung der Permeabilität von flächigen Faserhalbzeugen

  • Weimer, C.

    Zur nähtechnischen Konfektion von textilen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbunde

  • Kissinger, C.

    Ganzheitliche Betrachtung der Harzinjektionstechnik - Messsystem zur durchgängigen Fertigungskontrolle

  • Reuter, W.

    Hochleistungs-Faser-Kunststoff-Verbunde mit Class-A-Oberflächenqualität für den Einsatz in der Fahrzeugaußenhaut - leider vergriffen!

    Externe Veröffentlichungen „Imprägnier- & Preformtechnologien“

    Modeling transverse mirco flow in dry fiber placement preforms

    Journal of Composite Materials 04/2019

    https://doi.org/10.1177/0021998319884612

    Impact of Stitchin on Permeability and Mechanical Properties of Preforms Manufactured by Dry Fiber Placement, Polymer Composites 5/2018
    doi.org

    Out–of–plane capillary pressure of technical textiles

    Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 09/2019

    https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.105495

    Wet Fiber Placement: A novel manufacturing technology for continuous fiber reinforced polymer composites

    Journal of Composite Materials 06/2018

    https://doi.org/10.1177/0021998318786998

    Integrated Product Development with Fiber-Reinforced Polymers

    Integrated Product Development with Fiber-Reinforced Polymers | David May | Springer

    Out-of-plane permeability of 3D woven fabrics for composite structures

    The Journal of The Textile Institute 08/2019

    https://doi.org/10.1080/00405000.2019.1682759

    Recycling langer Kohlenstofffasern, Kunststoffe 5/2018
    www.kunststoffe.de

    In-plane permeability characterization of engineering textiles based on radial flow experiments: A benchmark exercise

    Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 06/2019

    https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.03.006

    A combined experimental–numerical approach for permeability characterization of engineering textiles

    https://doi.org/10.1002/pc.26064

    An overview on current manufacturing technologies: Processing continuous rovings impregnated with thermoset resin

    https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/pc.26274

    Textile-Integrated Elastomer Surface for Fiber Reinforced Composites

    22nd Symposium on Composites 06/2019

    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.809.53

    Development & Validation of Recycled Carbon Fiber-Based Binder Tapes for Automated Tape Laying Processes, Journal of Composite Materials 11/2018
    doi.org

    Metrological determination of inhomogeneous hydrodynamic compaction during unsaturated out-of-plane permeability measurement of technical textiles

    Advanced Manufacturing: Polymer & Composites Science 04/2019

    https://doi.org/10.1080/20550340.2019.1598049

    Out-of-plane permeability measurement for reinforcement textiles: A benchmark exercise

    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359835X21002025

    A Novel Simulative-Experimental Approach to Determine the Permeability of Technical Textiles

    22nd Symposium on Composites 06/2019

    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.809.487

    Präzise Charakterisierung von Verstärkungstextilien
    PDF

    Dry fiber placement of carbon/steel fiber hybrid preforms for multifunctional composites

    Advanced Manufacturing: Polymer & Composites Science 03/2019

    https://doi.org/10.1080/20550340.2019.1585027

    Concept for Darcy-based viscosity measurement for fast-curing resin systems

    https://doi.org/10.1016/j.coco.2021.100881