Im Rahmen des futureTex-Projektes "HPF-Garnitur" (Förderkennzeichen 03ZZ0635A...G) wurde ein digitales Monitoringsystem entwickelt, welches den Verschleiß von Krempelgarnituren erfasst. Im Sinne von Industrie 4.0 ist hierdurch eine wartungsoptimierte Prozessführung möglich, so dass die Notwendigkeit des bevorstehenden Garniturwechsels zunächst online überprüft werden kann.
Vor allem Hochleistungsfasern wie Glas-, Carbon- oder Aramidfasern, können be-dingt durch ihre abrasive Wirkung einen erhöhten Verschleiß der Garnituren bei der Verarbeitung hervorrufen. Im Projekt wurde daher der Fokus auf die Verarbeitung der Hochleistungsfasern gelegt.
Die Struktur des Projektkonsortiums, bestehend aus zwei Instituten und vier Industriepartnern, ermöglichte die Betrachtung der Garnituren hinsichtlich des potentiellen Optimierungsbedarfs sowie die Analyse des Verschleißes hervorgerufen durch die Verarbeitung verschiedener Hochleistungsfasern.
Die Auffälligkeiten wurden, begleitend zur Entwicklung einer online Analyse der Garnituren, zunächst offline an Alt- und Neugarnituren ermittelt. Hierbei erfolgte sowohl eine intensive Betrachtung unter Verwendung eines Lichtmikroskops und Ras-terelektronenmikroskops (REM), als auch eine Analyse mit USB-Mikroskop an der Anlage selbst. Die in der offline Analyse aufgetretenen Herausforderungen, wie Probleme der Reproduzierbarkeit der Bilder aufgrund unterschiedlicher Aufnahmewinkel und Beleuchtungsschwierigkeiten, wurden in der online Analyse berücksichtigt.
Das online Analysesystem ermöglicht die Verschleißmessung unter Verwendung ei-ner digitalen Industriekamera sowie eines speziell konzipierten Beleuchtungskonzepts. Die Kamera wird mit Hilfe einer Vorrichtung an der Anlage montiert und fährt reproduzierbar unterschiedliche Messpositionen an. Die Auswertung erfolgt mit einer im FIBRE entwickelten Analysesoftware.
Das entwickelte online Monitoring detektiert aufgrund einer Kantenerkennung Be-schädigungen an der Zahnspitze (Abrundungen oder Ausbrüche) sowie Veränderungen von Zähnen wie bspw. Verformungen.
Zum Projektabschluss erfolgte eine Verifizierung der entwickelten Methode bei den beteiligten Industriepartnern.
Aktualisiert: 2022-09-29
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Im Forschungsvorhaben RecyCarb wurde eine qualifizierte Wertschöpfungskette für rezyklierte Carbonfasern (rCF) initiiert, die deren qualitativ hochwertige und nachhaltige Ver-wendung in anspruchsvollen Faserverbundbauteilen der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie im Bereich der Sportgeräte oder Medizintechnik gestattet. Die technologische Lücke zwischen am Markt verfügbaren Abfallmaterialien und deren funktionellen Wiedereinsatz konnte weiter geschlossen werden. Alle wesentlichen Projektziele konnten erreicht werden:
- Upscaling des Prozesses der Vliesstoffherstellung aus rCF
- Aufbau eines prozessbegleitenden Monitorings von Qualitätsparametern
- Erfolgreiche Prozessführung im Airlay- und Krempelverfahren
- Verarbeitung unterschiedlicher Produktionsresten und Pyrolysefasern, pur oder in Mischung mit Thermoplastfasern
- Prepregherstellung aus rCF-Vliesstoffen und Verarbeitung zu rCFK
- Verfestigung der rCF-Vliesstoffe durch Vernadeln oder im Nähriwkrverfahren (Typ Maliwatt)
- Online-Überwachung der Faserorientierung nach unterschiedlichen Prozessstufen im Krempel- und Airlayverfahren
Die Ergebnisse belegen die Mehrfachnutzung der Fasern durch Wiedereinsatz sowie die weitgehende Vermeidung von Downcycling der energieintensiv hergestellten Carbonfasern.
Aktualisiert: 2022-04-24
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