CFK-Kooperation BASF und SGL entwickeln thermoplastisches CFK

BASF und SGL Group werden gemeinsam ein thermoplastisches CFK entwickeln, das auf einem reaktiven Polyamidsystem (PA-System) und dafür geeigneten Carbonfasern basiert. Das haben die beiden Aussteller kurz vor der Composites Europe 2012 bekanntgegeben.

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Aus den Fasern und PA-Vorprodukten sollen im Injektionsverfahren (thermoplastisches RTM) und im reaktiven Spritzgießen CFK-Bauteile in deutlich kürzeren Zykluszeiten als im klassischen duroplastischen RTM entstehen.

Kürzere Zykluszeiten als bei duroplastischem CFK

Seit gut 50 Jahren produziert BASF in Ludwigshaften Caprolactam (Bild), ein Vorprodukt von Polyamid 6 (PA 6). Die Polymerisation des dünnflüssigen Caprolactams muss so gesteuert werden, dass erst nach der Faserbenetzung PA 6 entsteht. Die Anpassung der Verarbeitungseigenschaften an die im Vergleich zum duroplastischen RTM schnelleren Verfahren zur Bauteilherstellung spielt eine wichtige Rolle beim Einstieg in die automobile Serienfertigung von hochfesten Leichtbauteilen aus CFK für den Strukturbereich von Automobilen.

„Um eine gute Benetzung der Faser und kurze Taktzeiten beim T-RTM oder reaktiven Spritzgießen zu erreichen, gehen wir von dünnflüssigen, hochreaktiven Caprolactam-Formulierungen aus“, erläutert Dr. Martin Jung, Leiter der Forschung Structural Materials und Sprecher der BASF-Forschung für die Automobilindustrie.

BASF verfügt über die komplette Prozesskette zur Produktion von Polyamid-Kunststoffen. Die SGL Group bringt ihre Materialexpertise entlang der Carbonfaserwertschöpfungskette und bei Hochtemperaturprozessen in die Entwicklung ein.

Entwicklung einer Carbonfaser-Behandlung zur Optimierung der Faserhaftung erforderlich

Um die Haftung zwischen Polyamid und Faser zu optimieren, ist eine geeignete Carbonfaser-Oberflächenbehandlung zu entwickeln, die sogenannte Schlichte. Dr. Hubert Jäger, Forschungsleiter im SGL-Konzern: „Nur mit einem maßgeschneiderten Schlichtesystem kann diese optimale Verbindung entstehen und die Carbonfaser ihre besonderen Eigenschaften wie hohe Steifigkeit und Festigkeit auf das Bauteil in vollem Umfang übertragen.“

Von Carbonfaser-Verbundwerkstoffen mit thermoplastischer Matrix verspricht man sich die extrem hohen gewichtsbezogenen mechanischen Eigenschaften von Carbonfasern mit den typischen Verarbeitungsvorteilen von Thermoplasten zu „verknüpfen“. Faser-Thermoplast-Verbunde lassen sich umformen, rezyklieren und schweißen. Damit förderten sie die Weiterentwicklung der Carbonfasertechnik zur Großserientauglichkeit, heißt es.

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