Großserientaugliches Fügen von Faserverbundstrukturen mittels werkstoffgerechter Krafteinleitungselemente

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Sebastian Oppitz

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Der Bedarf an Bauteilen aus Faserverbundkunststoffen wächst kontinuierlich. Komplexe Bauweisen sowie Montagevorgänge erfordern für eine Vielzahl an Anwendungen lösbare Fügeverbindungen. Realisiert werden diese aktuell primär durch Krafteinleitungselemente die auf oder in das konsolidierte und gebohrte Bauteil geklebt werden. Vorteilhafter ist die Integration von Krafteinleitungselementen in textile Vorformlinge (sog. Preform) und eine gemeinsame Konsolidierung zum ausgehärteten Bauteil. Ein Großserieneinsatz dieses Ansatzes wird aktuell durch defizitäre Verfahren zur Realisierung passgenauer Aussparungen in den textilen Preform gehemmt. In der vorliegenden Arbeit wird in einem hybriden Ansatz aus Textiltechnik und Photonik die hochpräzise und werkstoffschonende Lasermaterialbearbeitung mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung für die Anwendung im automatisierten Preforming ertüchtigt. Präzise Aussparungen werden mit hoher Geometrievielfalt in mehrere Lagen Carbonfasertextil eingebracht. Auf Grundlage der hinzugewonnenen Geometrievielfalt werden neue Krafteinleitungselemente für die Integration in textile Preforms entwickelt. Eine mechanische Leistungssteigerung im Vergleich zu kommerziell applizierten Krafteinleitungselementen kann so erzielt werden.