Maximilian Eckrich

• Das Nassfaserlegen ist ein neues Fertigungsverfahren für Strukturen aus Faser-Kunststoff-Verbund. Es bietet vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten und ein hohes Potenzial in Bezug auf ein geringes Bauteilgewicht. Um dieses zu erschließen, wird im Rahmen der Arbeit ein Auslegungsansatz auf Basis einer Topologieoptimierung entwickelt. Der entwickelte Topologieoptimierungsansatz berücksichtigt die anisotropen Werkstoffeigenschaften und sieht in Strukturbereichen, wo dies nötig ist, eine zweite Faserorientierung vor. Weiterhin wird eine Strategie zur Erzeugung der für die Fertigung benötigten Ablagepfade entwickelt. In Bauteiluntersuchungen wird gezeigt, dass eine Optimierung der Anzahl abzulegender Faserbündel im Anschluss an die Pfaderzeugung das Leichtbaupotenzial weiter steigern kann. Zusätzlich wird der Einfluss des Lagenaufbaus im Bereich von Kreuzungspunkten auf die Bauteilsteifigkeit untersucht. Abschließend wird geprüft, ob eine isotrope Topologieoptimierung, eine anisotrope Topologieoptimierung mit ausschließlich unidirektionalen Faserorientierungen oder eine anisotrope Topologieoptimierung unter Berücksichtigung zusätzlicher Faserorientierungen im Hinblick auf die massespezifische Bauteilsteifigkeit zu bevorzugen ist.