Molding & Joining Technologies

Das Kompetenzfeld befasst sich mit der werkstofflichen und prozesstechnischen Entwicklung von Organoblechen mit diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verstärkungsfasern (CF, rCF, GF, NF) in Verbindung mit modifizierten Thermoplasten. Zur Bauteilherstellung werden basierend auf der Stapelfasertechnologie neuartige Umformtechniken sowie Konzepte zur Prozesskettenverkürzung weiterentwickelt.

Ein Schwerpunkt bei der Verarbeitung von Fließpressmassen wie SMC, LFT und GMT ist der Einsatz nachwachsender Rohstoffe als Füllstoffe sowie die Entwicklung von speziellen Verfahren für die Verarbeitung von naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen in Verbindung mit herkömmlichen oder biobasierten Polymeren. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Prozesskombinationen und angepasste sowie hocheffiziente Fügetechniken mit der Entwicklung spezieller Verfahren zum Schweißen von thermoplastischen FKV und Metall-FKV-Hybridverbindungen.
 

Prof. Dr.-Ing.

Thomas Neumeyer

Techn.-Wiss. Direktor Verarbeitungstechnik & Kompetenzfeldleiter Molding & Joining Technologies

Spezielle Expertise: Faserverbundkunststoffe, Polymerschäume, Spritzgießsonderverfahren, Additive Fertigung mit Kunststoffen, Nachhaltigkeitsaspekte und deren quantitative Bewertung

Spezielle Leistungsmerkmale

  • Entwicklung von speziellen Profilgeometrien, offen und geschlossen
  • Kombination Endlosfaser / diskontinuierliche Faserverstärkung
  • Biocomposite
  • Abbildung der gesamten Prozesskette
  • In-line und off-line Prozesslösungen
  • Anlagentechnik:
    • SMC-Anlage

    • Intervall-Heißpresse

    • Umformanlage

    • 800t parallel geregelte Presse

    • Plastifizieraggregat und Umluftofen

    • Schweißroboter (JEC-Innovationspreis)

    • Prüfstände zum Induktionsschweißen

Branchen Anwendungen (Beispiele)
Luft und Raumfahrt Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats
Automobilbau Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen
Maschinenbau schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile
Medizintechnik Diverse
Energie Diverse

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Verstärkungsfasern GF, CF, rCF, NF, AF in textiler From sowie als Schnittfasern
  • Kombinationen von kontinuierlich und diskontinuierlich verstärkten Systemen
  • PP, PA, PPS, PEI, PEEK, PU, EP, UP, Biopolymere, Vitrimere, etc.

Typische Fragen

  • Haben Verbundwerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen eine begrenzte Einsatzdauer?
  • Wie können wertvolle CF-Abfälle wieder für hochwertige Bauteile eingesetzt werden?
  • Wie geht es mit der Hybridisierung von Prozessen weiter?

Projekte in diesem Feld

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld

  • Becker, S.

    Untersuchung und Optimierung des induktiven Aufheizverhaltens von textilverstärkten CFK-Organoblechen

  • Goergen, C.

    Quasiplastisches Verformungsverhalten von Organoblechen aus recyceltem Kohlenstoff-Stapelfasergarnen

  • Gortner, F.

    Bio-basierte und nachwachsende Füllstoffe für dichtereduzierte Sheet Molding Compounds

  • Kracke, C.

    Dimensionierung werkzeugseitiger Fließkanäle im RTM Prozess

  • Hümbert, M.

    Induktiver Schweißprozess für glasfaserverstärkte Thermoplaste und Stahl

  • Jung, G.

    Development of continuous fiber and long fiber reinforced thermoplastic materials with multilayered hybrid structure, and then crash application thereof

  • Dzalto, J.

    Entwicklung eines großserientauglichen Aufheizprozesses für naturfaserverstärkte Kunststoffe

  • Schieler, O.

    Auswahl einer Fugetechnologie für faserverstärkte Thermoplaste im Helikopterbau

  • Hildebrandt, K.

    Material- und prozessspezifische Einflüsse auf Oberflächeneigenschaften von endlosfaserverträrkten Thermoplasten

  • Christmann, M.

    Optimierung der Organoblechherstellung durch 2D-Imprägnierung

  • Bayerl, T.

    Application of Particulate Susceptors for the Inductive Heating of Temperature Sensitive Polymer-Polymer Composites

  • Moser, L.

    Experimental Analysis and Modeling of Susceptorless Induction Welding of High Performance Thermoplastic Polymer Composites

  • Mitschang, P

    Prozessvariable Entwicklung von Faser-Kunststoff-Verbunden auf PBT-Basis

  • Steeg, M.

    Prozesstechnologie für Cyclic Butylene Terephthalate im Faser-Kunststoff-Verbund

  • Medina, L.

    Materialentwicklung und Prozessoptimierung von naturfaserverstärkten Kunststoffen mit geringem Matrixanteil für Automobilanwendungen

  • Velthuis, R.

    Induction Welding of Fiber Reinforced Thermoplastic Polymer Composites to Metals. 2007

  • Lahr, R.

    Partielles Thermoformen endlosfaserverstärkter Thermoplaste

  • Sommer, M. M.

    Eigenschaftserweiterung von langfaserverstärkten thermoplastischen Fließpresshalbzeugen

  • Breitel, J.

    Zur presstechnischen Verarbeitung naturfaserverstärkter Thermoplaste

  • Wöginger, A.

    Prozesstechnologien zur Herstellung kontinuierlich faserverstärkter thermoplastischer Halbzeuge leider vergriffen

  • Blinzler, M.

    Werkstoff- und prozessseitige Einflussmöglichkeiten zur Optimierung der Oberflächenqualität endlosfaserverstärkter thermoplastischer Kunststoffe

  • Nowacki, J.

    Prozessanalyse des Umformens und Fügens in einem Schritt von gewebeverstärkten Thermoplasten

  • Edelmann, K.

    Prozessintegrierte Analyse des Fließverhaltens von faserverstärkten thermoplastischen Pressmassen für die Serienfertigung

  • Rudolf, R.

    Entwicklung einer neuartigen Prozess- und Anlagentechnik zum wirtschaftlichen Fügen von thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden - leider vergriffen!

  • Mattus, V.

    Zur werkstofflichen Verwertung lang- und endlosfaser-verstärkter Thermoplaste

  • Mayer, C.

    Prozeßanalyse und Modellbildung zur Herstellung gewebe-verstärkter, thermoplastischer Halbzeuge - leider vergriffen!

    Externe Veröffentlichungen „Press- & Fügetechnologien“

    Influence of fungal decay on mechanical properties of bio-based sheet molding compounds (SMC)

    https://doi.org/10.1177/09673911221145050

    Investigations on thermoforming of carbon fiber reinforced epoxy vitrimer composites

    https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2021.106791

    Commercial Vehicle Technology 2020/2021

    DOI 10.1007/978-3-658-29717-6

    Multiple regression analysis of the chemical components effect on wettability at ps laser micro-structured surfaces on stainless steel 304

    https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154852

    Process Improvement of Continuous Induction Welding of Carbon Fiber-Reinforced Polymer Composites

    https://doi.org/10.1007/s11665-022-06842-0

    Modeling transverse mirco flow in dry fiber placement preforms

    Journal of Composite Materials 04/2019

    https://doi.org/10.1177/0021998319884612

    3R Composites: Knockdown Effect Assessment and Repair   
    Efficiency via Mechanical and NDE Testing

    https://doi.org/10.3390/app12147269

    Investigation of an optimized hot press process design for manufacturing structural polyethersulfone foams

    https://doi.org/10.1080/20550340.2023.2269021

    Use of bio-based and renewable materials for sheet molding compounds (SMC) – Mechanical properties and susceptibility to fungal decay

    https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100242

    Deep drawing of organic sheets made of hybrid recycled carbon and thermoplastic polyamide 6 staple fiber yarns, Journal of Thermoplastic Composite Materials
    journals.sagepub.com

    Tiefziehbare Organobleche aus recycelten Carbonfasern, Zeitschrift Kunststofftechnik 1/2019
    www.kunststoffe.de

    Bending properties of structural foams manufactured in a hot press process

    https://doi.org/10.1080/20550340.2022.2077277

    Challenges in Manufacturing of Hemp Fiber-Reinforced Organo Sheets with a Recycled PLA Matrix

    https://doi.org/10.3390/polym15224357

    Influence of polymer matrix on the induction heating behavior of CFRPC laminates

    https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109561

    Increasing the performance of continuous compression moulding by local pressure adaption

    https://doi.org/10.1080/20550340.2021.1888209

    Kostenanalyse der Prozesskette zur Herstellung von rCF-Stapelfaser-Organoblechen, erschienen in der Technischen Textilien 3/2018
    PDF

    Entwicklung einer Prozesskette zur Herstellung von NFPP-Tapes

    https://www.unserebroschuere.de/AVK_Composites_Report_07_DT/WebView/

    Data for: New approach for processing recycled carbon staple fiber yarns to unidirectional reinforced recycled carbon staple fiber tape

    https://zenodo.org/records/10148562