Ganzheitliche Entwicklungskompetenz für Composite-Komponenten

Faserverstärkte Werkstoffe bieten ein bemerkenswertes Potential hinsichtlich Leichtbau, Funktionsintegration und Design. Sie können so helfen, die verschiedensten Herausforderungen einer nachhaltigen, modernen Mobilität zu erfüllen.

Mit unserer Entwicklungsexpertise in allen Bereichen des Fahrzeugs sowie in Luftfahrt und Maschinenbau begleitet Sie ARRK Engineering entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses bei der Entwicklung Ihrer Composite-Komponenten. Im Mittelpunkt steht dabei immer die ganzheitliche Betrachtung Ihres Ziels – dazu bündeln wir unsere Experten aus allen Entwicklungsdisziplinen für Ihr Produkt in unserem CoC Composite.


Interdisziplinäre Entwicklung

Unsere Kompetenz umfasst die Beratung, die Konzept- und Produktentwicklung bis hin zur Produktion von Werkzeugen und Bauteilen. Für den schnellen und aktuellen Wissensaufbau und die intensive Entwicklung in dieser zukunftsweisenden Schlüsseltechnologie wurde ARRK Engineering bereits 2012 Mitglied des Carbon Composites e.V. und nur wenig später auch des Spitzenclusters MAI Carbon. Damit gliedert sich ARRK Engineering in ein Kompetenznetzwerk von Wissenschaft, kleinen, mittleren und großen Unternehmen ein.

Ob zu Beginn Ihrer Idee oder in einer späteren Phase - ARRK Engineering begleitet Sie über den gesamten Produktentstehungsprozess und transportiert Ihre Anforderungen in ein fertiges Bauteil. Dabei profitieren Sie auch von den Synergien, welche sich aus der Zugehörigkeit der ARRK Corporation zur Mitsui Chemicals Group ergeben. ARRK nutzt das Material-Know-how von Mitsui Chemicals, indem es seine vielfältigen Produkt- und Materialtechnologien bei Engineering, Prototyping und Produktion einsetzt. Erfahren Sie mehr über unser Leistungsspektrum im Bereich der Entwicklung und Produktion faserverstärkter Duroplast- und Thermoplast-Komponenten:

• Virtuelle Entwicklung von Ideen, Konzepten und Produkten

• Produktion von Prototypen, Werkzeugen und Bauteilen

• Werkstoffprüfung und Materialcharakterisierung

• Forschungsprojekte


Virtuelle Entwicklung von Ideen, Konzepten und Produkten

Bei der Entwicklung von Composite-Komponenten arbeiten wir vom ersten Brainstorming an in einem engen Verbund von Konstruktion, Simulation und Materiallabor. Dadurch wird sowohl in der Konzept- als auch in der Serienentwicklung eine werkstoff-, lastpfad- und fertigungsgerechte Gestaltung sowie eine sichere Auslegung von faserverstärkten Bauteilen und Baugruppen sichergestellt. Nur durch diese gesamtheitliche Betrachtung kann das volle Potential der Funktionsintegration ausgeschöpft werden.

Unsere Verbindung der Disziplinen im Bereich der virtuellen Entwicklung

Beratung & Entwurf

  • Anforderungsanalyse
  • Konzeption sowie Konzeptanalyse und -bewertung
  • Definition von Produktionstechnologien und Werkstoffen
  • Entwicklungsexpertise in allen Bereichen des Fahrzeugs (Karosserie, Antrieb, Fahrwerk, Interieur, etc.) sowie in Luftfahrt und Maschinenbau

Gestaltung & Konstruktion

  • Fasergerechte Gestaltung hochintegrativer Komponenten
  • Fertigungsgerechte Auslegung für diverse Herstellungsverfahren und Mischbauweisen
  • Auswahl und Auslegung von werkstoffgerechten Fügeverfahren

mit CATIA V5, Siemens NX

Simulation & Analyse

  • Materialcharakterisierung in CAE
  • Methodenentwicklung und Auslegungsstrategie
  • Technische Simulation (Crash & Crushing, Festigkeit, Lebensdauer, NVH, Akustik, CFD)
  • Lagenaufbau, Lagenoptimierung und Drapiersimulation §Ergebnisbewertung und Bauteiloptimierung

mit ANSA, HyperMesh, MSC Patran/Nastran, Abaqus, Ansys, Pamcrash, LS-Dyna, Radioss/Optistruct, Theseus-FE


Produktion von Prototypen, Werkzeugen und Bauteilen

Auch nach der virtuellen Entwicklung Ihres Produktes unterstützen wir Sie und kümmern uns um die Serienbetreuung oder fertigen Ihre Komponenten sogar direkt bei unseren Schwesterunternehmen. Das beinhaltet sowohl die Fertigung von Prototypen als auch den gesamten Produktionsprozess: Angefangen bei prozesstechnischen Simulationen über die Entwicklung und Fertigung von Werkzeugen bis hin zur Kleinserienproduktion in verschiedenen Prozesstechnologien

Werkzeuge und Produktionssysteme

  • Werkzeugentwicklung
  • Fertigung von Prototypen- und Serienwerkzeugen
  • Füllsimulation
  • Optimierung von Handling- und Produktionssystemen

Mehr erfahren: Tooling

 

 

 

 

 

 

 

Produktion

  • Produktions- und Prozessunterlagen (Lagenzuschnitte, Laserprojektionsdaten, Laminatbücher)
  • Strömungstechnische und thermische Optimierung von FertigungsprozessenDesign- und Funktionsprototypen (SLS, SLA, Polyjet, CNC-Fräsen, Vakuumguss, Blockmodellierung etc.)
  • Kleinserienproduktion (Preforming, Prepreg Autoklav, Harz-Infusion, Spritzguss, Thermoformen von Organoblechen, Oberflächenbehandlung, Montage und Weitere)

Mehr erfahren: Prototyping

Mehr erfahren: Kleinserienproduktion


Werkstoffprüfung und Materialcharakterisierung

Wir betrachten die Entwicklung von Bauteilen oder Teilsystemen auch aus Werkstoffsicht: Von der Materialauswahl über die statische, dynamische sowie thermochemische Werkstoffprüfung bis zur umfangreichen Kennwertermittlung und zur Bestimmung von CAE Materialkarten, die von uns oder unseren Kunden in der CAE Strukturauslegung verwendet werden. Außerdem unterstützen wir Automobilhersteller und deren Lieferanten in der Einhaltung gesetzlicher Richtlinien zum Thema Materialeinsätze und Materialverbot.

Werkstoffprüfung

Wir sind in die Lage eine Vielzahl von Kennwerten bei Composites, Kunststoffen und Klebstoffverbindungen sowie bei Metallen zu ermitteln. Unser Maschinenpark verfügt über verschiedene Testgeräte, wie zum Beispiel:

  • Hochgeschwindigkeits-Prüfmaschine Zwick HTM 16020
  • Prüfmaschine UPM Z250
  • Thermochemische Analyse von Netzsch

Materialcharakterisierungin CAE

Durch ein enges Zusammenspiel zwischen unserem Werkstofflabor und den Simulationsabteilungen können wir unseren Kunden eine umfassende Lösung anbieten und sowohl das Materialmodell als auch das Prüfprogramm an den Bedarf unserer Kunden anpassen. Mit diesem Vorgehen erreichen wir prognosefähige Materialkarten, mit denen z.B. das Verhalten im Crash simulativ vorhergesagt werden kann.

Mehr erfahren

Mechanische Prüfung

  • Richtungsabhängige Spannungen und Moduln
  • Druckfestigkeit
  • Zugfestigkeit
  • Max. Schubverformung
  • Kerbschlagzähigkeit

Thermochemische Prüfung

  • Faservolumengehalt
  • Füllstoffgehalt
  • Aushärtegrad
  • Wärmeausdehnung
  • Glasübergangstemperatur
  • Viskosität
  • Gelpunkt

Forschungsprojekte

Die europäischen ARRK-Firmen sind bestrebt, ihre Kompetenzen im Composites-Bereich kontinuierlich zu erweitern und auch die Synergien, welche sich zwischen den Schwesterunternehmen ergeben, effizient für ihre Kunden nutzen zu können. Daher haben wir schon mehrere interne Forschungsprojekte mit unseren Divisoinen Engineering, Tooling und Prototyping durchgeführt und beteiligen uns darüber hinaus auch regelmäßig an Projekten im Rahmen unserer Mitgliedschaft im Carbon Composites e.V. und dem Spitzencluster MAI Carbon.

Aktuelle Berichte zu ausgewählten Forschungsprojekten finden Sie hier.

MAI Skelett / MAI Multi-Skelett

  • Innovativer, serientauglicher Fertigungsprozess für die Herstellung von CFK-Komponenten in Skelett-Bauweise am Beispiel des Windlaufs eines BMW i3
  • UD-Stäbe bilden Skelett des thermoplastischen Bauteils
  • Forschungsprojekt im Rahmen des Spitzenclusters "MAI Carbon", Simulationsthemen bei ARRK
  • Folgeprojekt "MAI Multi-Skelett" betrachtet Skelett-Knotenpunkte

Composite Getriebegehäuse

  • Entwicklung, Produktion und Test eines faserverstärkten (Endlos- und Kurzfasern), thermoplastischen Getriebegehäuse
  • Bauteil aus Organoblech mit thermoplastischen UD-Verstärkungen und angespritzten Funktions- und Verstärkungselementen
  • ARRK-internes Projekt in Kooperation mit den Schwesterunternehmen
  • Aktuell Entwicklung optimierter Varianten zur weiteren Steigerung von Wirtschaftlichkeit und Performance

CFK-TP Querlenker

  • Querlenker-Konzept in thermoplastischem CFK
  • Entwicklung und Fertigung des Bauteil aus Organoblech mit metallischen Inserts
  • Großserientaugliche Herstellung durch Organoblechumformung
  • ARRK-internes Projekt in Kooperation mit den Schwesterunternehmen

Roboter-Systemträger

  • Leichtbausystemträger zur Reduktion der bewegten Massen bei Industrierobotern
  • Entwicklung, Prototypenfertigung und Test des duroplastischen Bauteils
  • Einzelteilproduktion durch Handlaminieren
  • ARRK-internes Projekt in Kooperation mit den Schwesterunternehmen

Downloads

Fachartikel zum Composite-Getriebegehäuse:

Entwicklung eines Carbonfaserverstärktes Lenkers mit thermoplastischen Matrix (CFRTP):