LightFlex: Fraunhofer IPT kombiniert 3D-Druck und Faserverbund-Technologie

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen stellt mit LightFlex eine flexible Prozesskette für individualisierte Produkte, hergestellt in einem kombinierten Fertigungsverfahren aus 3D-Druck und Faserverbund-Technologie, vor.

Die wirtschaftlich effiziente Produktion von belastungsfähigen, individualisierten Produkten ist meist durch hohe Werkzeugkosten und eine unzureichende Bauteilfestigkeit gekennzeichnet. Ein kombiniertes Verfahren aus 3D-Druck und Faserverbund-Technologie wurde vom Fraunhofer IPT im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts LightFlex entwickelt.

Traditionell hergestellte Spritzgussteile aus Kunststoffen können zur Verstärkung mit Faserverbundkunststoffen kombiniert werden. Hohe Werkzeugkosten lassen diese Art der Herstellung allerdings nur für Großserien zu, da individuelle Anpassungen nicht wirtschaftlich sind. Beim 3D-Druck hingegen lassen sich spezielle Funktionalitäten oder auch kurzfristige Änderungen des Bauteils während der Entwicklungsphase schnell umsetzen.

Bei dem LightFlex-Verfahren werden die mittels 3D-Drucktechnologie gefertigten Teile mit einer Faserverbund-Komponente zusammengefügt. Dabei kommen individuell zugeschnittene Organobleche zum Einsatz, welche auf der PrePro-Anlage vom Fraunhofer IPT endkonturnah gefertigt werden. Kosten für die aufwendig hergestellten Kohlestofffasern können durch minimalen Verschnitt niedrig gehalten werden.

Alle Fertigungsschritte des Verfahrens sind intelligent miteinander verknüpft. Dies ist durch die während der Fertigung kontinuierlich erhobenen Prozessdaten der beiden zu fügenden Komponenten möglich.

“Ziel ist es, auf der Basis sofortiger Analysen das Feedback in die Produktion zurückzuspielen. So lässt sich anhand eines digitalen Schattens der gesamten Prozesskette eine gleichbleibend hohe Qualität des gefertigten Bauteils gewährleisten. Insgesamt umfasst das Projekt »LightFlex« damit die gesamte Prozesskette im Sinne einer vernetzten, adaptiven Produktion.”

Das Projekt LightFlex – Photonische Prozesskette zur flexiblen, generativen, automatisierten und wirtschaftlichen Herstellung individuell angepasster hybrider Leichtbauteile aus thermoplastischem Faserverbundkunststoff wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert. Unter den Partnern aus der Industrie finden sich Unternehmen wie Opel und Siemens.