Composites en matières premières renouvelables et leurs procédés

National audienceThe development of new bio-based composites and efficient manufacturing methods that are suitable for series processing is the purpose of the current sub-project C4 of the Excellence Cluster MERGE, sponsored by DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft). Two different types of materials are combined: bio-based thermoplastic biopolymers such as bio-polyethylene (BioPE) or bio-polyamides (BioPA) and renewable reinforcing materials such as thin wood veneer or unidirectional flax fibers. To achieve a high-efficiency in terms of mass-production, reproducibility and flexibility, it is required to overlap several steps in the realization of semi-finished and final products. The improvement of the adhesion at the interface of the components, the implementation of continuous processes in order to increase energetically the yielding and the final design, through several methods, for the future potential applications are so many perspectives to achieve. MOTS-CLÉS : polymère bio-basé thermoplastique; renforcement naturel (Lin ou placage en bois) ; Amélioration de l'adhésion à l'interface matrice/renforcement ; Procédés plastic/textile continu ; Application dans l'automobile et équipement sportifsLe développement de matériaux bio-basés et de méthodes efficaces de mise en forme, adaptable à la production en série, est le but de l'actuel sous-projet C4 du programme d'excellence MERGE financé par la DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft). Ainsi, deux types de matériaux sont combinés : Des polymères bio-ressourcés thermoplastiques tels que bio-polyéthylène (BioPE) ou bio-polyamide (BioPA) et des matériaux de renforcements renouvelables tels que le placage en bois ou des fibres de lin unidirectionnelles continues. Pour atteindre un haut rendement en termes de production en masse, de reproductibilité et de flexibilité, il est requis de suivre plusieurs étapes dans la réalisation de produits semi-finis et finis. L'amélioration de l'adhésion à l'interface des composantes, la mise en place de procédés continus afin d'augmenter leur rendement, et la mise en forme finale, par diverses méthodes, pour des futures potentiels applications sont autant d'objectifs à atteindre

Entwicklung und Realisierung von Herstellungstechnologien für belastungsgerechte Strukturgelege und deren Anwendung in Bauteilen der Verkehrstechnik: Entwicklung und Realisierung von Herstellungstechnologien für belastungsgerechteStrukturgelege und deren Anwendung in Bauteilen derVerkehrstechnik

Verkehr und Mobilität gehören in unserer Gesellschaft zu den wichtigsten Schlüsselthemen der Gegenwart und Zukunft. Um im Bereich von Spitzentechnologien auch im heute weltweit stattfindenden Wettbewerb mithalten zu können ist die Bearbeitung von Innovationsfeldern eine entscheidende Voraussetzung. Dazu zählt im Besonderen auch die Verkehrstechnik. Mobilität ist aus unserer modernen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Das Verkehrswachstum wächst nach wie vor unaufhaltsam und scheinbar unbegrenzt auch in wirtschaftlich schwierigen Zeiten. Besonders dort, wo aufgrund von Massereduzierung, Energieeinsparung, Gewichtskraftverringerung oder Geschwindigkeitserhöhung bei bewegten Massen erzielt werden kann, werden immer neue Einsatzgebiete erschlossen. So ist es nicht verwunderlich, dass sich gerade die TUC und herausragende Industriepartner der Region wie die Firma Lätzsch GmbH auf der Basis eines Verbundprojektes mit der Themenstellung „Entwicklung von Herstellungstechnologien für belastungsgerechte Strukturgelege und deren Anwendung in Bauteilen der Verkehrstechnik“ befasst. Dieses Thema wurde im Rahmen des InnoRegio- Programms als Forschungsthema 10/2002 begonnen und 12/2005 zum Abschluss gebracht. Als Themenschwerpunkt in der Entwicklungstätigkeit wurden Massenverkehrsmittel wie Reisebusse und Schienenfahrzeuge im Besonderen betrachtet. Strukturkonzepte unter Einsatz von Glas- und Kohlenstofffasern haben während der Themenbearbeitung hochinteressante Einsatzfelder ergeben. So haben die in der Baugruppe verbleibenden Bauteile mehrere, multiple Aufgaben. Das Spektrum der Veränderlichkeit ist dabei recht breit gefächert und reicht von der Schwerpunktverlagerung bis zu Änderungen der Eigenfrequenz

Adjusting for Scorekeeper Bias in NBA Box Scores

Box score statistics in the National Basketball Association are used to measure and evaluate player performance. Some of these statistics are subjective in nature and since box score statistics are recorded by scorekeepers hired by the home team for each game, there exists potential for inconsistency and bias. These inconsistencies can have far reaching consequences, particularly with the rise in popularity of daily fantasy sports. Using box score data, we estimate models able to quantify both the bias and the generosity of each scorekeeper for two of the most subjective statistics: assists and blocks. We then use optical player tracking data for the 2015-2016 season to improve the assist model by including other contextual spatio-temporal variables such as time of possession, player locations, and distance traveled. From this model, we present results measuring the impact of the scorekeeper and of the other contextual variables on the probability of a pass being recorded as an assist. Results for adjusting season assist totals to remove scorekeeper influence are also presented

Influence of the cooling behaviour on mechanical properties of carbon fibre-reinforced thermoplastic/metal laminates

For several years, thermoplastic hybrid laminates form a new class in the field of material compounds. These laminates consist of fibre-reinforced plastic prepregs and metal layers in alternating order. Compared to conventional thermosetting multilayer composites, these laminates are suitable for large-scale production and can be manufactured with significantly reduced cycle times in the thermoforming process.  In the framework of this contribution, the influence of the cooling rate of carbon fibre-reinforced thermoplastic composites and hybrid laminates was investigated with regard to crystallinity and the resulting mechanical properties. Polyamide 6 and thermoplastic polyurethane as matrix systems were examined, in particular.Additionally, the differential scanning calorimetry was used in order to investigate the influence of the cooling rate on the crystallisation behaviour. It could be determined that the cooling rate has a limited influence on the crystallisation of polyamide 6 and this influences the mechanical properties. Furthermore, a reliance of process parameters on the characteristics profile of composite materials and material compounds with thermoplastic polyurethane could be identified. Depending on process conditions, tensile, bending, and interlaminar shear properties fluctuate up to 20 % in fibre-reinforced laminates and up to 32 % in hybrid laminates. Moderate to fast cooling rates result in optimum mechanical characteristics of tensile properties in fibre-plastic-compounds. Fast to very fast cooling rates are advisable for bending and interlaminar shear properties. Highest tensile and bending characteristics are achieved in hybrid laminates by using fast to very fast cooling rates, while interlaminar shear properties tend to be highest in slow to moderate cooling rates

Technology fusion of metal injection moulding and selective laser melting for the manufacture of complex and multifunctional (hydraulic) components

Das selektive Laserschmelzen (SLM) und das metallische Spritzgießen (MIM) sind etablierte Verfahren zur Herstellung von metallischen Hochleistungsbauteilen für kleine und große Serien. Im Bereich der Luftfahrt, an den sehr hohe Anforderungen an Material und Bauteil gestellt werden, gelten beide Verfahren als noch recht jung. Bei beiden Verfahren kann die konventionelle Titanlegierung Ti-6Al-4V in Form von Pulver eingesetzt werden. Derzeit werden die Technologien ausschließlich separat betrachtet. Durch die Verschmelzung der jeweiligen artgleichen Komponenten lassen sich multifunktionelle Bauteile mit einem hohen Leichtbaupotential herstellen. Um eine direkte Materialfusion zu generieren, muss die MIM-Komponente entsprechend mechanisch bearbeitet werden. Außerdem müssen geeignete SLM-Prozessparameter entwickelt werden, um zum einen den generativen Aufbau und zum anderen eine hohe Verbindungsfestigkeit sicherzustellen. Dementsprechend erfolgte eine Charakterisierung der Fügezone und der statischen Verbindungsfestigkeit. Im Rahmen des Papers wurden zudem Druckprüfkörper ausgelegt und sowohl statisch als auch auf Dauerfestigkeit untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass eine hohe statische Verbindungsfestigkeit erzielt wurde. Ebenfalls hielten die Druckprüfkörper einer Dauerfestigkeit von über 1. Mio. Zyklen stand.Selective laser melting (SLM) and metallic injection moulding (MIM) are established processes for the production of high-performance metallic components for small and large series. In the aerospace industry, where very high demands are placed on materials and components, both processes are still considered to be relatively new. In both processes, the conventional titanium alloy Ti-6Al-4V can be used in the form of powder. Currently, both technologies are only considered separately. By fusing components of the same type, multifunctional components with a high lightweight construction potential can be produced. In order to generate direct material fusion, the MIM component must be mechanically processed accordingly. In addition, suitable SLM process parameters must be developed in order to ensure both generative construction and high joint strength. To this end, a characterisation of the joining zone and the static joint strength was carried out. Furthermore, pressure test samples were designed and examined both statically and for fatigue strength. Thus, a high static joint strength could be proven. The compression test samples also withstood a fatigue strength of over 1 million cycles

Der Weg zum funktionalisierten FKV-Rohr: Technologiefusion aus Innenhochdruck-Umformung und Spritzgießen forciert Leichtbau

Im Bundesexzellenzcluster Merge werden neue Prozesse zum Innenhochdruck-Spritzgießen für die Verarbeitung thermoplastischer Faserverbunde erforscht. Mit Gas als Umform- und Stützmedium wurden erstmals faserverstärkte Kunststoffröhre verarbeitet. Damit gelang es den Forschern, in konkreten Anwendungsfällen das Bauteilgewicht und die Prozesskosten zu senken sowie die Produktivität zu steigern. Für die Verarbeitung thermoplastischer Faserverbundhalbzeuge in einer Kombination aus Innenhochdruck-Umformen und Spritzgießen haben Forscher und Industriepartner die aus der Metallverarbeitung stammende Prozessstrategie angepasst und eine neuartige Infrarotheizvorrichtung entwickelt. Durch die Verwendung von Gas als Umformmedium wurden erstmals komplexe, auf faserverstärkten Kunststoffrohren basierende Bauteile hergestellt. Der neue Prozess trägt dazu bei, in der Faserverbundtechnik bisher brachliegende Potenziale zur Gewichtsreduktion, Produktivitätssteigerung und Senkung der Prozesskosten zu erschließen. Die Vorzüge der Technologiefusion liegen zudem in der Produkt- und Prozessgestaltung (durch den Stoffschluss zwischen FKV und Thermoplast) und in der Substitution der HFA-Flüssigkeit durch Gas