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Leichtbau

Simulation optimiert faserverstärkte Kunststoffe

Faserverstärkter Kunststoff ist im Leichtbau beliebt, die Produktion stellt jedoch insbesondere Kleinunternehmen vor eine große Herausforderung. Ein neuer Ansatz des Fraunhofer Instituts soll helfen.

30.08.2019
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Bild: Institut für Textiltechnik (ITA)

Die neue Software namens OptiDrape entwickelte das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) in Kaiserlautern in Zusammenarbeit mit dem Institut für Textiltechnik (ITA) und dem Institut für Unternehmenskybernetik (IfU) , beide in Aachen. Das mathematische Simulationsverfahren soll den Produktionsaufwand für faserverstärkte Kunststoffe deutlich verringern. Diese finden aufgrund ihrer Leichtigkeit, Stabilität und Formbarkeit vor allem im Auto- und Flugzeugbau Verwendung. Entscheidend für die Materialeigenschaften sind Anordnung, Dicke und Verbindung der Textilfasern im Kunststoffanteil; sie wirken sich unmittelbar auf die Drapierbarkeit, die Optik und die Stabilität eines Bauteils aus.

Neuen Fasermaterialien und das Software-gestützte Verfahren sollen künftig auch kleinen Unternehmen eine wirtschaftliche Produktion des Leichtbau-Kunststoffs ermöglichen und die Entwicklungs- und Produktionskosten deutlich senken. Dabei berechnet zunächst die von Fraunhofer entwickelte Textilsoftware TexMath die charakteristischen Materialeigenschaften auf Simulationsbasis. „Darauf baut die neue Software OptiDrape auf und findet mithilfe Maschinellen Lernens das optimale Textil für die jeweilige Drapieranwendung“, erklärt Stephan Wackerle, Wissenschaftler am Fraunhofer ITWM. Auf Wunsch optimiere OptiDrape sogar die Bauteilgeometrie.

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