Composites vollautomatisch nasspressen

Welche Verfahren bei Verbundwerkstoffen sind derzeit am meisten gefragt? Auf der JEC World in Paris zeigen Experten von Krauss Maffei verschiedene Lösungen und erläutern, bei welchen derzeit besonders großes Interesse besteht.

Großserientaugliche Verfahren und zukunftsweisender Leichtbau: Auf der JEC World vom 6. bis 8. März in Paris zeigt Krauss Maffei wirtschaftliche Lösungen für die Herstellung faserverstärkter Kunststoffbauteile. Im Mittelpunkt stehen neue Verfahren und Anwendungen auf Basis sowohl duroplastischer als auch thermoplastischer Matrixmaterialien.

"Der Markt für faserverstärkte Kunststoffe entwickelt sich weiterhin sehr positiv. Besonders starke Impulse verzeichnen wir derzeit aus China. Hier werden vor allem unsere fünf verschiedenen RTM-Verfahren (Resin Transfer Molding) nachgefragt", erklärt Philipp Zimmermann, Leiter der BU Composites/Surfaces. Besonders großes Interesse besteht derzeit am Nasspress-Verfahren (Wetmolding), eine wirtschaftlich sehr attraktive Alternative zur Fertigung von Leichtbauelementen. Zur JEC präsentiert Krauss Maffei erstmalig eine vollautomatisierte Turnkey-Lösung.

"Dadurch lassen sich die Zykluszeiten im Vergleich zu manuellen Lösungen halbieren. Gleichzeitig erhöht sich die Prozesssicherheit", erklärt Zimmermann. Das Nasspress-Verfahren von Krauss Maffei zeichnet sich durch eine einfache Prozesskette aus. Niedrige Werkzeuginnendrücke bei der Benetzung der Fasern sorgen für einen günstigen Invest und Unterhalt der Anlagen ebenso wie der Wegfall des gesamten Preformingprozesses. Als einer der wenigen Verfahren erlaubt das Nasspressen auch den Einsatz von Recyclingmaterialien.

Ein weiteres Highlight ist die iPul-Pultrusionsanlage, die erste Komplettanlage für das kontinuierliche Strangziehen, mit der sich die Produktionsgeschwindigkeiten im Vergleich zu üblichen Wannenverfahren mehr als verdoppeln lassen. "Mit der neuen iPul-Anlage haben wir einen Puls der Zeit getroffen. Das Interesse ist weiterhin ungebrochen, insbesondere für Anwendungen in der Bauindustrie, zum Beispiel Fensterprofile oder Bewehrungsstäbe für Beton, oder in Windkraftanlagen. Aber auch Anfragen aus dem Automotive-Bereich erreichen uns zunehmend", so Zimmermann.

Großflächige Bauteile mit erstklassigen Oberflächen für Lkw und Landmaschinen lassen sich mit dem LFI (Long-Fiber-Injection) herstellen. "Das LFI-Verfahren erlaubt den Einsatz hoher Faservolumen von bis zu 50 Prozent. Dadurch lassen sich Bauteile mit hoher Bauteilstabilität bei gleichzeitig niedrigem Gewicht realisieren. Der hohe Automatisierungsgrad sorgt für kurze Zykluszeiten", so Zimmermann. Die niedrigen Viskositäten der Komponenten erlauben die Fertigung komplexer, dünnwandiger großflächiger Bauteile. Sie zeichnen sich durch eine hohe Temperaturfestigkeit und eine exzellente Schlagzähigkeit aus und verfügen bereits über lackierfähige Oberflächen.

Der von Krauss Maffei neu entwickelte Düsenwechselbaustein für den SCS-Mischkopf hat einen entscheidenden Vorteil: Flachstrahl- und luftunterstützende Rundstrahldüsen, die für das Sprühen unterschiedlicher Bereiche des Bauteils benötigt werden, können an ein und demselben Mischkopf installiert und im Wechsel eingesetzt werden. "Das verkürzt nicht nur die Zykluszeiten, sondern reduziert auch die Investitionskosten, da nur noch ein Mischkopf erforderlich ist und die bisher eingesetzte hydraulische Umschalteinheit nicht mehr benötigt wird", erklärt Zimmermann.

Beim SCS-Verfahren (Structural Component Spraying) werden Lagenaufbauten aus Fasermatten und Wabenkernen mit unverstärktem PUR besprüht, in ein Werkzeug eingebracht und verpresst. SCS ermöglicht Deckschichten mit geringer Dicke, so dass die hergestellten Bauteile besonders leicht sind.

Das ebenfalls von Krauss Maffei entwickelte Fiberform-Verfahren hat sich erfolgreich in der großserientauglichen Fertigung etabliert. "Unsere Kunden schätzen die hohe Qualität, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung thermoplastischer Composites", so Stefan Fenske, Technologiemanager Fiberform amp; IMC.

Fiberform bezeichnet das Thermoformen und Hinterspritzen von Organoblechen. Im Prozess werden diese Halbzeuge zunächst aufgeheizt, im Spritzgießwerkzeug umgeformt und anschließend mit faserverstärktem Polymer hinterspritzt. Dank des vollautomatisierten Prozesses sind kurze Zykluszeiten von unter 60 Sekunden und damit großserientaugliche Prozesse möglich.

"Der thermoplastische Leichtbau ist für uns ein wichtiges Geschäftsfeld, das sich stetig weiterentwickelt", sagt Dr. Mesut Cetin, Produkt- und Projektmanager Leichtbau bei der Krauss Maffei Automation. Derzeit wird zum Beispiel der Einsatz neuer Matrixmaterialien und von Naturfasern in den Organoblechen erprobt.

mg