Prof. Florian Puch Kunststofftechnik sowie Kleinmaschinen und Industrieelektronik entwickelten ein Konzept zur Auslegung sogenannter Axialflussmaschinen, die insbesondere für mobile Anwendungen prädestiniert sind. Ziel der Forschung war es alternative Antriebslösungen zu finden, die eine geringe Masse aufweisen und gleichzeitig ein hohes Drehmoment erlauben. Axialflussmaschinen verbinden diese Eigenschaften vorteilhaft miteinander, sind jedoch aufgrund hoher Fliehkräfte in ihrem maximal möglichen Durchmesser limitiert. Begrenzender Faktor ist bislang die Festigkeit der verwendeten Werkstoffe. Der gezielte Einsatz von Faserverbundwerkstoffen in der Rotorscheibe kann zu einer signifikanten Verbesserung der richtungsabhängigen mechanischen Eigenschaften und so zu einer Erweiterung des möglichen Anwendungsspektrums führen. Das durch die Forschungsgruppe entwickelte Funk- tionsmuster zeigte das Potenzial des Konzepts auf. Die Anforderungen an Maßhaltigkeit und Oberflächengüte für den Rotoraufbau sind Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten. Serientaugliche Herstellung endlosfaserverstärkter Thermoplaste Endlosfaserverstärkte Thermoplaste, so genannte Organobleche, können unter anderem für Batteriekästen mit geringer Masse zum Einsatz kommen. Zur Herstellung der Organobleche verfolgt das Fachgebiet Kunststofftechnik den Ansatz der energetisch günstigen Direktextrusion. Hierbei wird das Granulat mit einem Extruder aufgeschmolzen, beidseitig auf das Faserhalbzeug aufgetragen und tränkt dieses anschließend durch zwei Walzen. Um eine möglichst vollständige Imprägnierung zu erreichen, kann das Organoblech mit einer Kaschieranlage nachverdichtet werden. Die im Rahmen der ThIMo-Projektförderung beschaffte Anlage im Labormaßstab erlaubt die Herstellung von Organoblechen mit einer Breite von bis zu 250 Millimeter. Am TITK können Organobleche ausgehend von Folien und Faserhalbzeugen im Film-Stacking durch eine Doppelbandpresse oder eine getaktete Presse im Technikumsmaßstab mit einer Breite von bis zu 600 Millimeter mit der getakteten Presse und bis zu 1.000 Millimeter mit der Doppelbandpresse hergestellt werden. Das Zuschneiden der Organobleche oder von Schichtaufbauten aus Faserhalbzeugen für Batteriekästen sowie das anschließende Handling mit einem Industrieroboter kann am TITK erprobt werden. Für den KoordinatenSchneidtisch mit einer Arbeitsbreite von 3.200 Millimeter stehen für biegeschlaffe- und steife Materialien Rund- und Ziehmesser zur Verfügung. Wabenmaterial kann mit einem oszillierenden Messer konfektioniert werden. Schnittbilderstellung und optimale Ausnutzung der Materialien erfolgt softwareunterstützt unter Berücksichtigung von Materialbreite, Zuschnittkontur, Anzahl der Zuschnitte und Entnahmewinkel. Nach dem Zuschnitt ist das Handling durch einen Industrieroboter möglich. Für das Greifen und Vereinzeln diverser Materialien wurde ein in Profilbauweise modular aufgebautes Werkzeug entwickelt, das Änderungen wie Wechsel der Greiferarten oder Grei- ferpositionierung mit relativ geringem Aufwand zulässt. Die Abmaße des Greifers entsprechen mit 1.000 mal 500 Millimetern in etwa gängigen Bauteilgrößen wie sie in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Durch die Segmentierung der Grundfläche ist man hinsichtlich der Größe des zu greifenden Zuschnittes flexibel. Wickeln rotationssymetrischer Körper Das Faserwickeln von rotationssymmetrischen Körpern und Prüfkörpern beispielsweise für Wasserstofftanks mit duroplastischer Matrix ist am TITK bereits etabliert. Durch ein laufendes Investitionsprojekt, das vom Freistaat Thüringen durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und von REACTEU unter dem Förderkennzeichen 2022 IZN 0006 kofinanziert wird, wird zukünftig auch das Legen und Wickeln von thermoplastischen, unidirektional-faserverstärkten Tapes möglich Alternative Antriebe 10 Fotos: TITK, Beikirch CNC-Schneidtisch und Industrieroboter des TITK
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