2015 Forschungsverbund

FORCiM³A – CFK/Metall‐Mischbauweisen im Maschinen‐ und Anlagenbau

Die Ergebnisse des Forschungsverbundes FORCiM3A tragen dazu bei, die Einsatzhemmnisse von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) in Kombination mit metallischen Strukturen bei zukünftigen Anwendungen im Bereich des Maschinen‐ und Anlagenbaus zu senken.

links: FORCiM³A‐Demonstratorbauteile als Ausgangspunkt für zukünftige Einsatzbereiche: Welle/Walze, Wellenkupplung und Trägerstruktur (v.l.n.r.) (Quelle: Universität Augsburg, Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung - AMU) rechts: Prüfvorrichtungen zur Charakterisierung der CFK/Metall‐Grenzfläche auf Couponlevel Mode‐I (DCB), Mode‐II (ENF) und Mixed‐Mode‐I/II (MMB) (v.l.n.r.) (Quelle: Universität Augsburg, Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung - AMU)

In der Luft‐ und Raumfahrt sowie im Automobilbau zählen Faserverbundwerkstoffe aufgrund ihres enormen Potenzials bereits zu den etablierten Materialien. Im Rahmen des Forschungsverbundes FORCiM3A wurden die Grundlagen geschaffen, um dem Einsatz dieser Schlüsseltechnologie auch im Maschinen‐ und Anlagenbau den Weg zu bereiten.

Für den Verbund standen zu Beginn die Themenfelder „Innovative Hybrid‐Bauweisenkonzepte“, „Entwicklung von Auslegungs‐ und Berechnungsmethoden“, „Entwicklung von Material‐ und Prozesstechnologien“ sowie „Werkstoffeigenschaften“ im Fokus. Dabei leisteten u.a. die ermittelten Materialkennwerte für CFK/Metall‐Sandwichproben sowie die Charakterisierung von CFK/Metall‐Verbindungen bei bestimmten Herstellungsprozessen einen wichtigen Beitrag für deren Einsatzmöglichkeiten. Weiter folgten die Themenbereiche „Generische Demonstratorbauteile“, „Qualitäts‐ und Strukturprüfung hybrider CFK‐Bauteile“ sowie „Systemsimulation und Validierung“.

Drei praxisnahe Demonstratorbauteile wurden als Technologieträger vom Konsortium definiert und in verschiedenen Detaillierungsstufen umgesetzt. Hierbei verfolgte der Verbund parallel zwei Strategien: Zum einen mündeten die Arbeiten in den Demonstratorbauteilen „Welle/Walze“ und „Wellenkupplung“, die sich in die Gruppe rotierender Komponenten mit Regelgeometrie einteilen lassen. Zum anderen wurde ein besonderes Augenmerk auf das Bauteil „Trägerstruktur“ gelegt, das sich unter der Bezeichnung nicht‐rotierende Komponenten ohne Regelgeometrie zusammenfassen lässt. Durch den generischen Charakter dieser Demonstratoren sind typische Anforderungen aus dem Maschinen- und Anlagenbau abgebildet worden, damit die in FORCiM3A erlangten Forschungsergebnisse für ein breites Anwendungsspektrum Gültigkeit besitzen.

Projektfinder
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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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Sprecher
Technische Universität München
Lehrstuhl für Carbon Composites
Fa. Voith Composites GmbH & Co. KG
Hochschule Augsburg
Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Geschäftsführung
Universität Augsburg
Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung (AMU)
Projektpartner
Aerostruktur Faserverbundtechnik GmbH
AxynTeC Dünnschichttechnik GmbH
Biersack Technologie GmbH & Co. KG
Carbon-Werke Weißgerber GmbH & Co. KG
Chr. Mayr GmbH + Co. KG
Fraunhofer Projektgruppe für Funktionsintegrierten Leichtbau des ICT
GMA-Werkstoffprüfung GmbH
Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH
Leuka
Multivac Sepp Haggenmüller GmbH & Co. KG
Ott-Jakob Spanntechnik GmbH
SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH
Voith Composites GmbH & Co. KG