Leichtbau ist ein zentraler Baustein für eine klimaneutrale Gesellschaft, dessen Potenzial durch kosteneffiziente, automatisierte Fertigungstechnologien für Faser-Thermoplast-Verbunde erschlossen werden kann.

In dieser Arbeit wurde ein integriertes Vorhersagemodell entwickelt, das die wesentlichen fertigungstechnologischen Einflüsse bei der Herstellung geflochtener thermoplastischer Tape-Preforms und deren Konsolidierung berücksichtigt. Dabei werden die Faserumorientierungen sowie die resultierenden Welligkeitseffekte mathematisch beschrieben und als Überlagerung von flechtbedingter Ondulation und interlaminarer Welligkeit modelliert. Ergänzend wird das stochastische Nesting-Verhalten während der Konsolidierung durch ein empirisches, statistisch gestütztes Modell abgebildet.

Das resultierende Vorhersagemodell ermöglicht erstmals eine präzise und zugleich effiziente Abschätzung der Steifigkeitseigenschaften thermoplastischer Hohlprofile aus geflochtenen Tape-Preforms unter realitätsnaher Berücksichtigung der Prozessbedingungen. Die Validierung anhand experimenteller Untersuchungen bestätigt die hohe Genauigkeit und Praxistauglichkeit des Ansatzes. Damit schafft die Arbeit eine fundierte Grundlage für eine beschleunigte Vordimensionierung sowie eine gezielte Optimierung von Fertigungsprozessen und leistet einen wesentlichen Beitrag zur industriellen Umsetzung leistungsfähiger Leichtbaustrukturen.