Mesut Cetin

Automatisierungskonzepte zur Herstellung faserverstärkter Thermoplastbauteile

Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen bieten eine hohe Festigkeit bei äußerst geringem Gewicht und damit Vorzüge, die insbesondere im Fahr zeugbau immer stärker gefragt sind. Für die Serienfertigung von lang faserverstärkten Thermoplastbauteilen hat KraussMaffei verschiedene pro duktorientierte Automatisierungskonzepte entwickelt, realisiert und validiert. Diese ermöglichen sehr kurze Zykluszeiten für große Stückzahlen.

One-step Series Production of Hybrid Components with Visible Surfaces

Soft Surface without Post-mold Processing The high cost pressure on OEMs and their suppliers demands a high level of functional integration in the production of components, together with very short cycle times. At the same time, requirements regarding vehicle weight are also increasing. Electrification and increasing demands on comfort and safety in the automotive industry are leading to an increase in weight that has to be offset by reducing the weight of components. Continuous Fiber-Reinforced Plastics (FRP) offer good weight-specific mechanical properties. Thanks to their high strength values and low weight at the same time, continuous fiber-reinforced plastics have taken

Hochdynamisches und homogenes Aufheizen von Organoblechen

Gewicht und kurze Zykluszeiten gehören zu den Hauptanforderungen für faserverstärkte Thermoplastbauteile. Im Hinblick auf die genannten Anforderungen ist das Spritzgießen von thermoplastischen Kunststoffen besonders geeignet, da im Spritzgießverfahren eine hohe Gestaltungsfreiheit, kurze Zykluszeiten sowie die Implementierung von Endlosfaserstrukturen und metallischen Inserts möglich ist. Die von KraussMaffei entwickelte FiberForm-Technik kombiniert das Spritzgießverfahren mit dem Thermoformen von endlosfaserverstärkten thermoplastischen Halbzeugen, sogenannten Organoblechen. Dabei handelt es sich um f lächige Halbzeuge, die sich meist aus Glas-, Kohlenstoff-, Aramidoder Mischfasergelegen oder -geweben zusammensetzen, die in

Highly Dynamic and Homogeneous Heating of Organo Sheets

Components made of fiber-reinforced thermoplastics are very much in fashion. Component manufacturers are placing increasing importance on thermoforming continuous-fiber-reinforced semifinished products and on other lightweight construction technologies, such as the Resin Transfer Molding (RTM) process, as well as on shortfiber injection molding. High strength values with an extremely light weight and

Expandierte Polystyrolmaterialien als Hilfsmittel zur Herstellung textiler Preforms

Faserverbundwerkstoffe (FVW) besitzen aufgrund ihrer guten mechanischen Eigenschaften bei gleichzeitig geringer Dichte ein enormes Leichtbaupotenzial [1, 2, 3, 4]. Dies führt vor dem momentan in der Öffentlichkeit diskutierten Hintergrund der Ressourceneinsparung trotz der hohen Kosten von FVW zu immer mehr Anwendungen in der Verkehrstechnik. Hier sind vor allem die Fahrzeugtechnik sowie die Luftund Raumfahrttechnik zu nennen [1, 3, 4, 5]. Die hohen Kosten von FVW-Bauteilen können in Materialund Fertigungskosten eingeteilt werden. Die Fertigungskosten ließen sich durch die Herstellung von Bauteilen in Serie deutlich reduzieren. Dazu ist es erforderlich, den Automatisierungsgrad bei der Herstellung zu erhöhen und die Zykluszeiten zu reduzieren. Gegenwärtig werden FVW-Bauteile häufig in sogenannten Flüssigimprägnierverfahren hergestellt. Dabei werden textile, endkonturnahe Vorformlinge, sogenannte Preforms mit einem schnell aushärtenden duroplastischen Harzsystem als Matrix imprägniert. Die endkonturnahen textilen Preforms sind in der Regel aus mehreren, verschieden orientierten Lagen textilen Geleges oder Gewebes aufgebaut, wobei die trockenen Lagen durch unterschiedliche Füge-, Fixier(unter anderem Binderapplikation, Nähtechnologie) und Trenntechnologien (unter anderem Ultraschallschneidtechnologie) in einem mehrstufigem Prozess zu einem endkonturnahen Preform hergestellt werden [2, 4].

Comparison Between ps- and μs-Laser Radiation for Drilling Holes for Force Transmission Elements in CFRP-preforms

Current lightweight strategies in automobile, aerospace and wind energy applications include composite structures consisting of metal and fiber reinforced plastics for minimum weight, maximum force transmission and high material efficiency. Therefore, economic and technological beneficial material processing for the integration of force transmission elements such as inserts are crucial for these high performance materials.Current state of the art of machining carbon fiber reinforced material is to drill or mill the work piece after the consolidation process. Conventional mechanical and water jet processes lead to high tool wear and often non-repairable defects in the work piece such as delamination, fiber pullout, cracks in matrix and fibers, and deformation. Laser processing of the consolidated material can prevent force induced defects but leads to degradation of the matrix and leaves freestanding fibers inside the drilling hole which can damage the protective surface of subsequently inserted force transmission elements. This is especially critical for the lifetime and performance during operation of the structural part. One solution is to drill the non-consolidated work piece, the so called preform, prior to the infusion process, insert force transmission elements and subsequently infuse the preform with resin. Ultra sonic excited cutting knifes are not applicable for cutting hole diameters of a few millimeters with high aspect ratios. Punching as well as water jet cutting drop out due to force induced interaction with the textile or necessity of a subsequent drying process. Laser material processing could be an adequate solution to circumvent the above mentioned issues.Within this work, non-crimp carbon fiber (NCF) preforms with different amount of layers are investigated regarding laser processing via ultra-short pulsed and microsecond (fiber laser) radiation. The influence of different process parameters such as scanning speed, repetition rate and laser power are being evaluated regarding geometrical and materialographical quality such as conicity, textile swelling and heat affected zone (HAZ). The temperature distribution during laser processing is important for the estimation of when and where the knitting yarn, which keeps the carbon fiber plies together, disintegrates. Without the knitting yarn swelling occurs which is not desired for subsequent process steps.An ultra-short pulsed laser beam source from AMPHOS with 7 ps pulse duration and an average power of up to 400 W will be compared regarding process time and hole quality to a 6 kW pulse peak power micro-to millisecond pulsed IPG 600/6000- QCW fiber laser source.Current lightweight strategies in automobile, aerospace and wind energy applications include composite structures consisting of metal and fiber reinforced plastics for minimum weight, maximum force transmission and high material efficiency. Therefore, economic and technological beneficial material processing for the integration of force transmission elements such as inserts are crucial for these high performance materials.Current state of the art of machining carbon fiber reinforced material is to drill or mill the work piece after the consolidation process. Conventional mechanical and water jet processes lead to high tool wear and often non-repairable defects in the work piece such as delamination, fiber pullout, cracks in matrix and fibers, and deformation. Laser processing of the consolidated material can prevent force induced defects but leads to degradation of the matrix and leaves freestanding fibers inside the drilling hole which can damage the protective surface of subsequently inserted force tran...