Im Vorhaben hypro wird eine physische und virtuelle Prozesskette für Faserverbund-Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen aufgebaut und in seriennahen Produktionsszenarien analysiert, welche aufgrund ihrer Praxisnähe einen wettbewerbsfähigen Weg hybrider Materialien in die industrielle Anwendung aufzeigt. Kern dieser Prozesskette ist eine flexible Fertigungszelle unter Nutzung der Spritzguss-Kombinationstechnik, die eine wandlungsfähige und vollautomatisierte auf Plasmabeschichtung basierende Vorbehandlung einer breiten Palette metallischer Werkstoffe erlaubt. Die durchgängige Inline-Erfassung von Prozessdaten in der zugeschnittenen Anlagen-, Werkzeug- und Handhabungstechnik stellt eine umfassende Datenbasis für die Prozessanalyse bereit.

Abbildung 1: Konzept des Funktionsmusters im hypro-Projekt (links) und hybrides Funktionsmusterbauteil (rechts)

Durch eine Digitalisierung der Hybridstrukturen in Entwicklung, Charakterisierung und Fertigung sowie die Zusammenführung der Real- und Simulationsdaten wird eine berechnungsgestützte zerstörungsfreie Inline-Qualitätssicherung sowie die Prognose der Bauteileigenschaften möglich. Basierend auf der virtuellen Abbildung der Prozesskette werden Methoden zur effizienten Gestaltung und Auslegung von Hybridstrukturen erarbeitet. Insbesondere soll deren Integrationsfähigkeit in Montagelinien der Serienproduktion mittels etablierter Fügetechnologien untersucht sowie Demontage- und Reparaturkonzepte erarbeitet werden.

Das hohe Potenzial der entwickelten Prozesskette soll am Beispiel einer sicherheitsrelevanten Strukturkomponente demonstriert werden, wobei die erarbeiteten Auslegungsmethoden und die Prognosefähigkeit der Prozess- und Struktursimulation nachzuweisen sind. Bei der Demonstratorfertigung werden charakteristische Betriebspunkte der Prozesskette umgesetzt und Bauteile bereitgestellt, welche dann realen industriellen Zulassungsprozessen unterzogen werden sollen. Damit soll der Nachweis der unmittelbaren Übertragbarkeit der Bauweisen, Auslegungs- methoden und Prozesstechnik in die industrielle Praxis erbracht werden.