Das Ziel dieser Dissertation besteht in der prozessseitigen Ertüchtigung des LS-Prozesses zur
automatisierten Integration von Endlosfasern in die durch den LS-Prozess erzeugten
Bauteilschichten. Durch die systematische Entwicklung einer LS-Maschine soll damit eine
Kombination der Vorteile des LS-Prozesses mit den Vorteilen der Endlosfaserverstärkung erreicht
werden. Zur Erreichung der übergeordneten Zielstellung erfolgen in dieser Arbeit die
systematische Entwicklung einer prototypischen LS-Maschine mit automatisierter
Endlosfaserintegration gemäß VDI 2221 sowie die Herleitung der durch das ausgewählte
Faserintegrationskonzept bedingten Einfluss- und Zielgrößen. Im Rahmen einer Vorstudie werden
initiale Betriebspunkte identifiziert die den Ausgangspunkt für eine tiefgreifende
Prozessanalyse mithilfe eines Split-Plot-Versuchsplans bilden. Anhand eines
Finite-Elemente-Modells in COMSOL Multiphysics erfolgt anschließend die simulationsgestützte
Bestimmung eines optimierten Betriebspunktbereichs für eine prozesssichere sowie
reproduzierbare Endlosfaserintegration. Die identifizierten Betriebspunkte werden anschließend
mithilfe eines Wirkungsflächenversuchsplans experimentell validiert und adaptiert. Auf Basis
des erlangten Prozessverständnisses zur Endlosfaserintegration werden abschließend die
systematische Steigerung des Faservolumengehalts (FVG) und die experimentelle Bestimmung
mechanischer Zugeigenschaften von unidirektional verstärkten Proben gemäß ISO 527 adressiert.
Im Vergleich zu unverstärkten PA12-Proben besitzen die gefertigten eFKV-Bauteile aus der
entwickelten LS-Maschine einen um 30-Fach höheren E-Modul und eine um rund 8-Fach höhere
Zugfestigkeit.
