The paper at hand presents an investigation of the tensile behavior of high-strength, strain-hardening cement-based composites (HS-SHCC), reinforced with a single layer of continuous, two-dimensional textile made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Uniaxial tension tests were performed on the bare UHMWPE textiles, on plain HS-SHCC, and on the hybrid fiber-reinforced composites. The bond properties between the textile yarns and the surrounding composite were investigated in single-yarn pullout experiments. In order to assess the influence of bond strength between the yarn and HS-SHCC on the tensile behavior of the composites with hybrid fiber reinforcement, the textile samples were analyzed both with, and without, an additional coating of epoxy resin and sand. Compared to the composites reinforced with carbon yarns in previous studies by the authors, the high elongation capacity of the UHMWPE textile established the higher strain capacity of the hybrid fiber-reinforced composites, and showed superior energy absorption capacity up to failure. The UHMWPE textile limited the average crack width in comparison with that of plain HS-SHCC, but led to slightly larger crack widths when compared to equivalent composites reinforced with carbon textile, the reason for which was traced back to the lower Young’s modulus and the higher elongation capacity of the polymer textile.

The use of fibre-reinforced plastic composites (FRP) for lightweight construction solutions is becoming increasingly important. The processing of 2D scrims into complete 3D FRP components has been carried out with the help of complex manual assembly steps. The disadvantages of this procedure are distortions in the textile and, thus, deviations in the fibre alignments from the calculated load path. This paper presents a newly developed basic technology for the production of 3D reinforcing grids with variable warp and weft yarn section lengths based on multiaxial warp knitting technology. For this purpose, a new type of machine module and associated control technology for the production of weft yarn reserves on a multiaxial warp knitting machine was developed. In combination with technology from previous research work on the production of warp yarn lengths suitable for component contours, a basis was created for the production of 3D reinforcing grids.

Fibre-reinforced composites (FRCs) are already well established in several industrial sectors such as aerospace, automotive, plant engineering, shipbuilding and construction. The technical advantages of FRCs over metallic materials are well researched and proven. The key factors for an even wider industrial application of FRCs are the maximisation of resource and cost efficiency in the production and processing of the textile reinforcement materials. Due to its technology, warp knitting is the most productive and therefore cost-effective textile manufacturing process. In order to produce resource-efficient textile structures with these technologies, a high degree of prefabrication is required. This reduces costs by reducing the number of ply stacks, and by reducing the number of extra operations through final path and geometric yarn orientation of the preforms. It also reduces waste in post-processing. Furthermore, a high degree of prefabrication through functionalisation offers the potential to extend the application range of textile structures as purely mechanical reinforcements by integrating additional functions. So far, there is a gap in terms of an overview of the current state-of-the-art of relevant textile processes and products, which this work aims to fill. The focus of this work is therefore to provide an overview of warp knitted 3D structures.

Ist es möglich, komplexkonturierte Faserverbundbauteile aus Multiaxialgelegen herzustellen, ohne dass die Hälfte des teuren Hochleistungsfaserstoffs als Verschnitt entsorgt werden muss? Am ITM wurde eine neuartige Technologie zur Herstellung verschnittarmer, kostenreduzierter Biaxialgelege auf Basis der Kettenwirktechnik für großserientaugliche Leichtbauanwendungen entwickelt. Hierfür wurde aus mehreren erarbeiteten Lösungsansätzen als Vorzugsvariante ein alternierendes Schussfadensystem abgeleitet und mittels eines nachrüstbaren Spleißmoduls erfolgreich an einer Multiaxial-Kettenwirkmaschine umgesetzt. Damit ist es nun möglich, die Hochleistungsschussfäden für textile Halbzeuge unabhängig von der Maschinenbreite endkonturnah zu verarbeiten. Der Verschnitt in Schussrichtung kann bauteilabhängig um bis zu 90 % reduziert werden. Damit wird die Produktion komplexkonturierter FKV-Bauteile materialeffizienter und nachhaltiger.

Zusammenfassung Aktuelle Entwicklungen im Bausektor widmen sich dem Carbonbeton, der als neuer Baustoff den bisherigen Stahlbeton ergänzen soll, um insbesondere Ressourcen zu schonen. Bislang wurden umfangreiche werkstoffliche und fertigungstechnologische Grundlagenuntersuchungen angestellt, um das Know-how zum Materialdesign und zu Herstellverfahren zu erlangen. Gegenwärtige Arbeiten zielen auf das Erreichen der qualitätsgerechten Prozesssicherheit der Herstellverfahren – als Voraussetzung für das Ausschöpfen der Vorteile der neuartigen Baustoffe sowie deren wirtschaftliche Produktion. Um das dafür notwendige Verständnis über die Prozesszusammenhänge zu erlangen, sind aufgrund der vielfältigen Einflüsse auf die Eigenschaften der Produkte umfangreiche und komplexe Untersuchungen erforder- lich. Dieser Beitrag stellt eine für die Baubranche neuartige, ganzheitliche Vorgehensweise vor, die zunächst eine effizientere Verfahrensentwicklung ermöglicht und die schließlich als Grundlage für die Qualitätssicherung in industriellen Serienprozessen dienen kann. Da die Herstellung auf maschinellen Prozessen basiert, integriert die Vorgehensweise datengetriebene Methoden, um die Daten aus Maschinensteuerung und Qualitätssicherung nutzen zu können. Illustriert werden die datengetriebenen Methoden am Prozess zur Herstellung der textilen Bewehrung.