CFK profiliert sich für Serienteile nur über automatisierte Prozesse

Fachtagung Carbon Composites 2011 CFK profiliert sich für Serienteile nur über automatisierte Prozesse

13.12.2011Autor / Redakteur: Josef Kraus / Josef-Martin Kraus

Um CFK im Leichtbau zu etablieren, ist der Aufbau industrieller Prozessketten erforderlich. Schlüssel dazu ist die Prozessautomatisierung. Wie die Fachtagung Carbon Composites 2011 zeigte, hängt die Etablierung des Hochleistungswerkstoffs stark von der Wirtschaftlichkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Prozesse ab.

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Dass im Aufbau industrieller Prozessketten für CFK-Bauteile Nachholbedarf besteht, zeigte der hohe Teilnehmerzuspruch der Fachtagung Carbon Composites 2011 in Augsburg. (Bild: Stefan)

Großer Andrang herrschte auf der Fachtagung Carbon Composites 2011 im Tagungscenter der Messe Augsburg. Mit mehr als 300 Teilnehmern war der große Tagungsraum zur Premiere bis auf den letzten Platz belegt, sodass mancher gerade noch rechtzeitig gekommene Gast die Eröffnungsrede von Dr. Hans-Wolfgang Schröder stehend verfolgen musste (Bitte beachten Sie auch unsere Bildergalerie!).

Die Wettbewerbsfähigkeit des Hochleistungswerkstoffs CFK stand auf der Tagesordnung. „Die Schlacht wird auf den Gebieten Fertigung und Automatisierung geschlagen“, gab der Geschäftsführer der Carbon Composites e. V. (CCeV) und Leiter des Programmausschusses die Themenfelder der eintägigen Veranstaltung vor.

Fortschritte bei der CFK-Etablierung für Serienteile

Auf der Tagung, die von der CCeV und MM Maschinenmarkt ausgerichtet wurde, stand die Prozesskette für CFK-Bauteile zur Diskussion: vom Engineering über die Erstellung zwei- und dreidimensionaler Faserstrukturen (Preforms), die Harzinjektion und mechanische Bearbeitung bis zur Qualitätskontrolle.

Diskussionsstoff gaben Fortschritte bei der Etablierung von CFK als Leichtbauwerkstoff für Serienteile. Dabei zeigte es sich, dass deren Umsetzung in hohem Maße von der Wirtschaftlichkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Prozesse abhängig ist.

Das treibt die Entwicklung automatisierter Prozessabläufe voran. Haupttreiber sind die hohen Qualitätsanforderungen in der Luftfahrttechnik, die steigenden Stückzahlen bei Rotorblättern für Windkraftanlagen und die noch hohen Bauteilkosten in der Automobilindustrie.

Nachholbedarf bei virtueller Bauteilprüfung für CFK

Ziel ist die Etablierung industrieller Prozessketten. Wie im Metallbereich ist sie Voraussetzung, damit in Hochlohnländern wie Deutschland eine starke CFK-Zulieferbranche entsteht. Daraus resultiert ein Nachholbedarf, den die 18 Referenten in den Tagungsräumen sowie die 23 Aussteller im Foyer und auf der Roadshow der Agentur Alumag vor dem Tagungscenter thematisierten – und der in der Bauteilentwicklung am Fehlen virtueller Simulationsmodelle bemerkbar ist.

Bei Metallen gehört die Bauteilprüfung am Computer zum heutigen Standard. Im Vergleich dazu ist eine effiziente FE-Analyse bei Faserverbundstrukturen noch eine Seltenheit, wie Dr. Matthias Hörmann, Bereichsleiter Service bei der Cadfem GmbH, Grafing, auf der Tagung berichtete: Sie sei „noch wenigen Applikationen vorbehalten“.

Anisotropische Eigenschaften der CFK-Werkstoffe erschweren Bauteilprüfungen

Das zeigt sich in der noch hohen Anzahl an CFK-Prototypen, mit denen das Bauteilversagen auf Prüfständen ermittelt wird. Diese Art der Qualitätssicherung ist teuer. So gibt es Fälle, bei denen die Kosten für eine zerstörende Bauteilprüfung über denen der Fertigung liegen. Jedoch ist eine Umstellung auf virtuelle Simulationsmodelle nicht so einfach möglich wie bei Metallen. Der Grund dafür liegt in den anisotropischen Werkstoffeigenschaften.

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