A DVANCED C OMPOSITE P R OCESSING. Informationen für Sponsoren

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1 A DVANCED C OMPOSITE P R OCESSING Informationen für Sponsoren

2 Einführung Mit dem rasant wachsenden Markt für Additive Manufacturing (AM) und der für die Industrie zunehmenden Bedeutung von faserverstärkten Kunsstoffen (FVK) vereint unser Projekt zwei aktuelle Forschungs- und Entwicklungsgebiete. Ziel ist es, die additive Fertigung von faserverstärkten Kunststoffen nachhaltig zu revolutionieren. FVK s sind für zahlreiche Anwendungen in der Automobil-, Freizeitund Sportindustrie, Raum- und Luftfahrt als auch der Energiebranche von Bedeutung. Sie zeichnen sich durch hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht aus. Dadurch lassen sich highperformance Leichtbaukonstruktionen realisieren. Im Rahmen unseres Fokusprojektes arbeiten wir an einem neuen Verfahren zur additiven Fertigung von faserverstärkten Kunststoffen. Die Fasern werden direkt in Belastungsrichtung abgelegt und können somit höheren Kräften standhalten. Dadurch können komplexe Leichtbau-Strukturen realisiert werden. Die bisherige Verarbeitung von FVK ist sehr aufwendig. Unser Sytem bietet eine flexible, günstige und vollautomatisierte Alternative für die Fertigung von FVK Strukturen. 2

3 Ausgangslage Das bestehende System entstand Prozesse. Somit werden neue in mehrjähriger Arbeit von Martin Eichenhofer unserem jetzigen Betreuer. Es handelt sich um ein additives Verfahren, welches in der Lage ist, Freiformstrukturen aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen. Das Verfahren ist kosten- Anwendungsmöglichkeiten für die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen geschaffen. Im Rahmen unseres Projektes werden wir das System weiterentwickeln, um die von uns defnierten Ziele eines leistungsfähigeren Systems FVK Stab CFLF Kopf Z Y X Grundplatte günstiger und flexibler einsetzbar zu erreichen. als vergleichbare etablierte FVK- 3

4 Projektziele Geschwindigkeit 3DCarb s Druckgeschwindigkeit soll gesteigert werden, damit es für die industrielle Produktion geeignet ist. Hochtemperatur 3DCarb soll Hochtemperatur-Thermoplasten (z.b. PEEK, PEI) verarbeiten können. Diese Materialien finden grosse Verwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Luft- und Raumfahrt Die Fertigungsqualität soll soweit verbessert werden, damit sie den hohen Standards der Luft- und Raumfahrtindustrie entspricht. Freiform 3DCarb kann dank seines frei im Raum beweglichen Extrusionkopfes komplexe und zugleich leichte Strukturen fertigen. 4

5 Konventioneller 3D-Druck vs. FVK 3D-Druck Materialvergleich Case Study: Tragbalken Festigkeit Steifigkeit Materialpreis Extrusionsrate pro kg x1 x2.6 x5.6 x1.4 x0.8 x26.2 x26.2 x1.4 x11.7 PLA: PSU: FVK: Hinweis Für den Materialvergleich wurden PSU und PLA (Kunststoffe) gewählt. PLA ist derzeit das am weitesten verbreitete Material für kostengünstigen 3D-Druck, PSU gilt als Potentialträger für performante Bauteile. In diesem Beispiel wird ein Tragbalken, der auf eine bestimme Durchsenkung dimensioniert wurde, betrachtet. Er wird einmal aus PLA und einmal aus FVK gefertigt. Der Balken aus FVK ist in der Fertigung günstiger und schneller. Gleichzeitig fällt er FF mit den gleichen Eigenschaften ressourcensparender aus. Ergebnis h PLA = 20mm h FVK = 6.74mm LL bb h Kosten Balkenvolumen Produktionszeit δ L/2 = const. (Durchsenkung: δ L/2 ) F = const. L = 80mm = const. b = 10mm = const. x0.34 x0.14 x0.5 PLA Materialdaten von igo3d, Innofil Pro 1 PSU Materialdaten von L3DS, UltrasonS 3010 FVK Materialdaten von ETH Zürich, CMASLab 5

6 Projektrahmen Wir Bachelorstudierende der Maschineningenieurwissenschaften an der ETH Zürich haben die Möglichkeit, das erworbene Grundlagenwissen im 5. und 6. Semester in einem spezifischen Bereich zu vertiefen, dem sogenannten Fokus. Wir werden dabei vor die Wahl zwischen Fokusvertiefung und Fokusprojekt gestellt. Das Fokusprojekt erstreckt sich über fast ein Jahr, mit dem Ziel ein gesamtheitliches Produkt zu entwickeln und zu realisieren. Dabei durchlaufen wir alle Prozesse der Produktentwicklung von der Konzeption über Design, Konstruktion, Produktion, Testing bis hin zu Projektmanagement und Marketing. Neben Kreativität, Selbstinitiative und Teamarbeit ist vor allem das Aneignen von Know-How von zentraler Bedeutung für den Erfolg eines solchen Projektes. Dieses erarbeiten wir im Selbststudium, in dafür geeigneten Vorlesungen oder durch den Dialog mit Fachkräften aus der Industrie, unseren Betreuern und Professoren. Der Höhepunkt des Fokusprojektes bildet der Roll-Out, welcher am 30. Mai 2017 stattfindet. Am Roll- Out werden sämtliche Fokusprojekte der Öffentlichkeit präsentiert und jährlich mehr als 1000 Besucher aus Industrie und Wissenschaft erwartet. 6

7 Projektplan Roll-Out, Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mar Apr May Organisation & Ideenfindung Konzeptphase Fertigung & Testing 2. Iteration & Testing Designphase 7

8 Team Unser Team setzt sich aus vier Bachelor-Studenten aus dem Bereich Maschinenbau der ETH Zürich zusammen. Wir werden dabei von zwei Doktoranden und dem Laboratory of Composite Materials and Adaptive Structures von Prof. Dr. Paolo Ermanni unterstützt. 8

9 Nikola Vulin Fabian Tischhauser Filippo Kusch Simon Schönenberger Maschinenbau Maschinenbau Maschinenbau Maschinenbau Projektmanagement Testing Marketing & Website Sponsoring & Finanzen Christoph Schneeberger Martin Eichenhofer CMASLab CMASLab Betreuer Betreuer 9

10 Sponsoring Unser Fokusprojekt bietet Ihrem Unternehmen die einmalige Gelegenheit, eine vielversprechende Technologie zu fördern und dabei mit angehenden Ingenieuren, Doktoranden und Professoren der ETH Zürich in Kontakt zu treten. Darüber hinaus bietet unser Projekt den Sponsoren eine attraktive Plattform, um Ihr Unternehmen zu repräsentieren. Ohne die Unterstützung von starken Partnern aus der Industrie ist unser Projekt nicht realisierbar. Auf der nachfolgenden Seite finden Sie die Sponsoringmöglichkeiten. 10

11 Hauptsponsor ab CHF : Einladung zur Schlusspräsentation Logo/Link auf Projektwebsite (gross) Logo bei allen öffentlichen Präsentationen (gross) Werbefläche auf System Persönliche Demonstration des Projektes Partner ab CHF 2 500: Einladung zur Schlusspräsentation Logo/Link auf Projektwebsite (mittel) Logo bei allen öffentlichen Präsentationen (mittel) Gönner ab CHF 200: Logo/Link auf Projektwebsite (klein) Da wir neben Geld auch Material, Dienstleistungen und Know-How benötigen, beziehen sich die Beträge auf die gesamthaft erbrachte Leistung. Gerne besprechen wir individuelle Leistungen unsere seits mit Ihnen. Ansprechpartner: Simon Schönenberger I Sponsoring & Finanzen schsimo@student.ethz.ch Telefonnummer:

12 Fokusprojekt 3DCarb IDMF-CMASLab CLA E 32.2 Tannenstrasse Zürich, Switzerland Webseite: