Leichtbau mit CFK

Fertigungsgerechte Konstruktion und Berechnung von Faser-Kunststoffverbunden

Das Konzept der angebotenen Bildungsmaßnahme basiert auf der Erfahrung, dass viele Konstrukteure und Berechner von Faserverbund-Bauteilen zu wenig Erfahrung mit den Randbedingungen und Gegebenheiten in der Fertigung haben. Folglich wird einerseits der Entwicklungsprozess unnötig erschwert und andererseits sind die Produkte oft nicht kostenoptimal in Serie herstellbar.


Die Schulung ist auf 5 Tage angelegt, um Ihnen in kurzer Zeit einen kompletten Überblick zu den folgenden Themenfeldern zu geben:

  1. Faserverbund-Werkstoffe und ihre Eigenschaften
  2. Faserverbund-Fertigungsverfahren
  3. Fertigungsgerechtes Konstruieren mit/für Faserverbund
  4. FE-Simulation von Faserverbund mit ANSYS Composite PrepPost
  5. Fertigungstechnik und Praxis


Diese Schulung ist für Ingenieure mit allgemein guten mechanischen Grundkenntnissen geeignet, die technisches Verständnis und räumliches Vorstellungsvermögen besitzen und idealer Weise bereits konstruktive Erfahrung haben.

Leichtbau mit CFK - Fertigungsgerechte Konstruktion und Berechnung von Faser-Kunststoffverbunden

 

KONTAKTAUFNAHME

 

Tag 1: Faserverbund-Werkstoffe und ihre Eigenschaften

  • Übersicht und Begriffsdefinition
  • Matrixsysteme
  • Fasern und Faserhalbzeuge
  • Sandwich-Kernwerkstoffe, Klebstoffe etc.
  • Hilfsstoffe
  • Steifigkeiten/Festigkeiten längs der Faser
  • dito quer zur Faser und in Dickenrichtung
  • Typische Kennwerte und Eigenschaften von Faserverbunden
  • Thermische Beständigkeit
  • Chemische Beständigkeit
 

Tag 2: Faserverbund - Fertigungsverfahren

  • Handlaminat
  • Prepegs
  • SMC (Kurzfaser-Matrix-Mischungen)
  • Harzinfusions- und -injektionsverfahren
  • Drapieren/Preforming
  • Thermoplast-Verfahren (nur langfaservertärkt)
  • Formwerkzeuge
  • Winkel, Ecken, nicht-abwickelbare Flächen
  • Mischung von Harz und Härter, Zuschnitt der Faserhalbzeuge
  • Bearbeitung ausgehärteter Laminate
 

Tag 3: Fertigungsgerechtes Konstruieren mit/für Faserverbund

  • Anforderungen analysieren und richtig umsetzen
  • Integral- oder Differentialbauweise? Fügungskonzepte
  • Konzept für Faserorientierung
  • Nachbesserung/Reparatur ermöglichen
  • Umsetzung von 3D-CAD in 2D-Zuschnitt/-Ablegen
  • Basiswissen Laminatberechnung (Netztheorie, Klassische Laminattheorie)
  • Versagenskriterien in Berechnung und Praxis
  • Strukturkonzepte inkl. Faserorientierung
  • "Kraftflüsse" vs. "Spannungen" (Laminatdickentoleranz)
  • Bauteil-Vorauslegung (Beispiele)
  • Tipps für Bauteilversuche
 

Tag 4: Berechnung von Faser-Kunststoff-Verbunden

  • Grundlegende mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Steifigkeiten, Orthotropie,...)
  • Versagensformen und Bruchkriterien (Puck)
  • Experimentelle Bestimmungen und Werkstoffkennwerte
  • Klassische Methoden zur Berechnung von Faser-Kunststoff-Verbunden (Intuitiv, Netztheorie, klassische Laminattheorie)
  • Beispielrechnungen mit der Netztheorie
  • Einführung in das CLT-Programm AlfaLam
  • Beispielrechnungen mit dem CLT-Programm AlfaLam
  • Durchführung von Biegeversuchen mit Bestimmung der Bruchmomente
  • Vergleich der rechnerischen und experimentellen Biegefestigkeiten
  • Einführung in die numerische Simulation von Faserverbund am Beispiel des FE-Programms ANSYS
  • Exemplarische Berechnung einer Biegebalkens in ANSYS Classic, ANSYS Workbench und ANSYS Composite PrepPost
  • Besondere Möglichkeiten ANSYS Composite PrepPost (Lagendefinition, Faserausrichtung, Drapieren)

 

Tag 5: Fertigungstechnik und Praxis

  • Arbeits- und Gesundheitsschutz
  • Typische Prozessketten und Fertigungsabläufe
  • Häufige Fertigungsprobleme und Gegenmaßnahmen, Qualitätssicherung
  • Visuelle Inspektion und Klopfprobe
  • Ausbrennprobe
  • Dicken-Gewichtsmessung
  • Verfahrenskontrollproben
  • Zusammenfassung