Faser­ver­bund-Tech­no­lo­gie

Die Faser­ver­bund-Tech­no­lo­gie macht sich die Eigen­schaf­ten von zwei unter­schied­li­chen Werk­stof­fen zu nut­zen: Faser und Kunst­stoff-Matrix. Die Faser über­nimmt die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten, wäh­rend­dem die Matrix die Fasern stützt und eine Kraft­über­tra­gung von einer Faser zur nächs­ten ermöglicht.

wei­ter­le­sen…

In vie­len Fäl­len sind beim Ein­satz von Werk­stof­fen die spe­zi­fi­schen Eigen­schaf­ten, d.h. das Ver­hält­nis von Fes­tig­keit oder Stei­fig­keit zum Gewicht ent­schei­dend. Wäh­rend bei her­kömm­li­chen Mate­ria­li­en wie Stahl, Titan, Alu­mi­ni­um oder Bunt­me­tall die­se spe­zi­fi­schen Wer­te inner­halb eines engen Rah­mens lie­gen, kön­nen mit den Faser­ver­bund­werk­stof­fen die­se Gren­zen gesprengt und völ­lig neue Dimen­sio­nen erreicht wer­den. Dane­ben kön­nen durch geeig­ne­te Aus­le­gung von Bau­tei­len wei­te­re Vor­tei­le erzielt wer­den, wie bspw. ein ein­stell­ba­rer Aus­deh­nungs­ko­ef­fi­zi­ent, eine hohe Schwing­fes­tig­keit oder gute Dämpfungseigenschaften.

Haupt­säch­lich gelan­gen die fol­gen­den Faser­ty­pen zum Einsatz:

- Koh­len­stoff-Faser (Car­bon­fa­ser)
 sehr hohe mecha­ni­sche Eigen­schaf­ten (Fes­tig­keit, Stei­fig­keit), sehr gerin­ges spe­zi­fi­sches Gewicht

- Glas-Faser
Die Glas­fa­ser ver­fügt über her­vor­ra­gen­de Feder­ei­gen­schaf­ten und ist gleich­zei­tig deut­lich güns­ti­ger als die Car­bon-Faser. Dem­entspre­chend lie­gen die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten etwas unter dem Niveau der Carbon-Faser.

Als Kunst­stoff-Matrix wer­den im wesent­li­chen zwei grund­le­gen­de Kunst­stoff-Fami­li­en verwendet:

- Duro­plas­te
Duro­plast ver­net­zen auf­grund einer che­mi­schen Reak­ti­on ein­mal und här­ten dabei kom­plett aus. Der bekann­tes­te Ver­tre­ter ist ein Zwei­kom­po­nen­ten-Epoxid­harz. Duro­plas­te zeich­nen sich aus durch eine ver­hält­nis­mäs­sig hohe ther­mi­sche Sta­bi­li­tät und che­mi­sche Widerstandsfähigkeit.

- Ther­mo­plas­te
Mate­ria­li­en wie PEEK, PET, Poly­amid (PA), PEI oder Poly­pro­py­len sind nur teil­ver­netzt. Durch Erhit­zen kön­nen sie belie­big erweicht/aufgeschmolzen und umge­formt wer­den; beim Erstar­ren wer­den sie wie­der zu einer fes­ten Form.

Wir haben in den letz­ten Jah­ren eine Viel­zahl von Pro­zes­sen zur Seri­en­rei­fe ent­wi­ckelt und kön­nen je nach Anfor­de­rung an Stück­zahl, Ober­flä­che oder Ein­satz­ge­biet den best­mög­li­chen Pro­zess aus­wäh­len, wie z.B.:

aCC-Pro­zess

Faser-Chips, eine Kom­bi­na­ti­on aus ther­mo-plas­ti­scher Matrix und Ver­stär­kungs­fa­sern, wer­den in einem Werk­zeug unter Druck und Tem­pe­ra­tur auto­ma­ti­siert zu kom­ple­xen 3D-Form­tei­len gepresst. Die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten las­sen sich über die Län­ge und Art der Faser-Chips gezielt und spe­zi­fisch ein­stel­len.
aCC-Bau­tei­le sind prä­de­sti­niert für dyna­mi­sche und struk­tu­rel­le Anwen­dun­gen im Leichtbau.

Mehr…

Prep­reg-Tech­no­lo­gie

Vor­i­m­prä­gnier­te Faser­halb­zeu­ge (Prep­regs) füh­ren zu einem maxi­ma­len Faser­vo­lu­men­ge­halt und erlau­ben die Her­stel­lung von hoch­be­las­te­ten Struk­tur­bau­tei­len. Das Prep­reg wird in Nega­tiv­for­men ein­ge­legt. Bei der Aus­här­tung muss für einen Druck von 4 bis 6 bar gesorgt wer­den, der über einen Druck­sack oder einen Auto­kla­ven auf­ge­bracht wer­den muss. 

RTM-Pro­zess

Beim RTM-Pro­zess wer­den tro­cke­ne Fasern in eine Nega­tiv-Form ein­ge­legt. Nach dem Schlies­sen der Form wird der flüs­si­ge Kunst­stoff mit­tels einer Zwei­kom­po­nen­ten-Injek­ti­ons­an­la­ge ein­ge­spritzt. Die Aus­här­tung in der beheiz­ten Form dau­ert je nach Kunst­stoff zwi­schen 10 min und eini­gen Stun­den. Danach kann die Form geöff­net und das Bau­teil ent­nom­men werden.

Ther­mo­for­men

Mit einem Ther­mo­form­pro­zess kön­nen Bau­tei­le mit Ther­mo­plast-Matrix auf­ge­heizt und umge­formt wer­den. Dies erlaubt extrem kur­ze Takt­zei­ten. Mit unse­rer Plat­ten­pres­se sind wir in der Lage, Orga­no­s­he­ets her­zu­stel­len, die aus meh­re­ren ori­en­tier­ten Ein­zel­la­gen bestehen und als Grund­la­ge für den form­ge­ben­den Umform­pro­zess dienen.

RTM-Pro­zess
Beim RTM-Pro­zess wer­den tro­cke­ne Fasern in eine Nega­tiv-Form ein­ge­legt. Nach dem Schlies­sen der Form wird der flüs­si­ge Kunst­stoff eingespritzt.

Prep­reg-Tech­no­lo­gie
Vor­i­m­prä­gnier­te Faser­halb­zeu­ge (Prep­regs) füh­ren zu einem maxi­ma­len Faser­vo­lu­men­ge­halt und erlau­ben die Her­stel­lung von hoch­be­las­te­ten Strukturbauteilen.

Ther­mo­for­men
Mit einem Ther­mo­form­pro­zess kön­nen Bau­tei­le mit Ther­mo­plast-Matrix auf­ge­heizt und umge­formt wer­den. Dies erlaubt extrem kur­ze Taktzeiten.