Textiler Leichtbau Abstandstextilien für gekrümmte Sandwiches

Faserverstärkte Gewebestrukturen bieten beste Werkstoffeigenschaften bezüglich Festigkeit und Steifigkeit und erfüllen immer neue Anforderungen an eine freie Formgestaltung für gebogene Bauteile. Mit zweifach gekrümmten Geweben wird der Einsatz textiler Strukturen nun noch flexibler.

Anbieter zum Thema

KNAPP AG

trivid GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

DITF Denkendorf

Der textile Leichtbau setzt stetig neue Maßstäbe bei Anwendungen im Fahrzeugbau, in der Luftfahrt oder im Bauwesen. Mittlerweile werden beispielsweise in Fahrzeugen überwiegend gekrümmte Karosserie- oder Strukturbauteile verwendet. Und für Flugzeugrümpfe werden an der zylindrischen Außenhülle zusätzliche Längsversteifungen (Stringer) und gekrümmte Querstreben (Spanten) benötigt, die für eine ausreichende Verstrebung sorgen. In der fraktalen Architektur werden gekrümmte Schalenelemente aus leichten Faserverbundwerkstoffen für Wände oder Dachkonstruktionen gefordert, deren textile Grundstruktur gleichzeitig als tragende Verstärkung und als Schalung dient. All diese Anwendungen verlangen erweiterte Möglichkeiten der Formgestaltung, die durch dreidimensionale Gewebestrukturen in den Bauteilen zu integrieren sind.

Weitere Designfreiheit durch veränderbare Abstände

Für leichte Sandwich- oder Hohlstrukturen lassen sich auf einer Webmaschine in Denkendorf neuerdings auch einteilige, unterschiedlich beabstandete Mehrlagengewebe herstellen. Als Träger für sehr leichte und gleichzeitig steife Faserverbundwerkstoffe können sie etwa als linsenförmige Strukturen konfektionslos gestaltet werden.

Generell wird eine Sandwichstruktur mit steigendem Abstand der tragenden Außenschichten immer biegesteifer. Das war eine erste Zielsetzung der Entwicklungen. Nun kommt durch veränderbare Abstände ein weiterer Freiheitsgrad der gekrümmten Formgestaltung hinzu: Ein interessantes Vorbild aus der Natur ist das Schalenskelett des Sanddollars, einer Seeigelgattung, die über eine gewölbte Außenschale mit dünnen Innenverstrebungen verfügt. Das Skelett ist deshalb sehr leicht und hält enormen Druckbelastungen stand. Diese gewichtsspezifische Leistungssteigerung konnte als gekrümmtes Abstandsgewebe nachgebildet werden. Verfahrenstechnische Anpassungen an einer Doppelgreifer-Webmaschine mit abstandshaltenden Polfäden bildeten dabei die Basisstruktur für die webtechnologische Weiterentwicklung.

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