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ENTWICKLUNG NUMERISCHER MODELLE FÜR TEXTIL-BLECH-HYBRID-BAUTEILE
1 Strickmaschine ARIES 3D zur Herstellung der
biaxial verstärkten Mehrlagengestricke (MLG)
2 Hybridbauteil aus MLG CF/PA 6.6 und
DC01ZN an der Umformmaschine
3 Mesoskopisches Modell des MLG nach der
Umformsimulation
Aufgabenstellung
Eine sehr innovative Werkstoffkombination
mit hohem Leichtbaupotenzial ist die
Verbindung aus Metallblech und endlos-
faserverstärkten Kunststoffverbunden (FKV)
mit Hybridgarnen aus Verstärkungs- und
Thermoplastfasern. Dieses Multimaterial-
design erlaubt es, die Vorzüge der in den
letzten Jahren stetig weiterentwickelten
Blechwerkstoffe mit denen der gezielt
anisotrop gestaltbaren FKV zu verknüpfen
und besser auszunutzen. Zur Auslegung
des Umformprozesses werden dazu
numerische Modelle entwickelt und
validiert, wobei der Fokus am ITM insbe-
sondere auf den Verstärkungstextilien liegt.
Lösung
Als Metallbleche kommen verschiedene
Stahl- und Magnesiumlegierungen zum
Einsatz. Als Verstärkungstextil wurden biaxial
verstärkte Mehrlagengestricke ausgewählt,
da diese hochdrapierbar sind und durch
Technische Universität Dresden
Institut für Textilmaschinen und
Textile Hochleistungswerkstofftechnik ITM
Hohe Straße 6
01069 Dresden
Professur für Textiltechnik
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing.
Chokri Cherif
Telefon +49 351 463-39300
www.amareto.info
© A
MA
RETO
, 201
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gestreckt liegende Fäden höchste mecha-
nische Eigenschaften möglich sind. Aus
Carbonfasern (CF) und Polyamid 6.6-Fasern
(PA 6.6) wurden dazu im Commingling-
Verfahren Hybridgarne hergestellt. Für die
Herstellung von MLG wurden verschiedene
Parameter an der Strickmaschine syste-
matisch variiert, um textile Strukturen mit
unterschiedlichen Eigenschaften zu fertigen.
Numerische Modelle für die Umformung der
MLG wurden als mesoskopische Modelle
erstellt, d. h. die einzelnen Garne wurden
abgebildet. Dies erlaubt neben Faltenbildung
im Umformprozess auch andere Fehlerquel-
len, wie Gassen oder Faserondulationen
zu detektieren. Die berechnete Faser-
orientierung wird in der nachgelagerten
Strukturanalyse des Hybridbauteils genutzt.
Mit den erstellten Modellen können das
Werkzeug, der Umformprozess und das
Textil gezielt ausgelegt werden. Damit sind
lange Wartezeiten auf neue Werkzeuge
wegen Änderung der Geometrie nicht
mehr notwendig.
S Ä C H S I S C H E A L L I A N Z F Ü R M AT E R I A L - U N D
R E S S O U R C E N E F F I Z I E N T E T E C H N O L O G I E N
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