CFK profiliert sich für Serienteile nur über automatisierte Prozesse

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Die Abhängigkeit der Festigkeit von der Faserrichtung erfordert andere Auslegungsansätze als bei isotropen Werkstoffen. Bei CFK, erläuterte Prof. Ralf Kuntze, Leiter Engineering bei der CCeV, gelte zum Beispiel die Spannungsberechnung nach der bekannten Formel von Mises nicht mehr.

Bauteilspezifischere Fertigung bei CFK als bei Metallen

Diese Abhängigkeit zieht sich wie ein roter Faden durch die Prozesse. Deren Auslegung geschieht in enger Abstimmung mit der Bauteilentwicklung. So werden bei der Preformherstellung die Faserstrukturen belastungsoptimiert für ausgerichtet. Bei der Harzinjektion, die im One-Shot-Prozess erfolgt, darf sich die Lage der Fasern nicht verändern. Daher hat die Krauss-Maffei Technologies GmbH, München, die Hochdruck-RTM-Technik weiterentwickelt.

Auf der Tagung stellte Josef Renkl, Leiter Entwicklung und Anwendungstechnik RTM bei Krauss-Maffei, die Ergebnisse vor: das Compression-RTM-Verfahren, bei dem der Formschließvorgang wie beim Spritzprägen erfolgt, sowie die Mögichkeit, einen auf einem flächigen Preform aufgetragenen Harzfilm senkrecht in den Formling zu pressen. Bei beiden Varianten ist der Injektionsdruck deutlich niedriger als bei der klassischen Hochdrucktechnik.

CFK-spezifische Strategie beim Zerspanen erforderlich

Beim Zerspanen zeigt sich die Prozessabhängigkeit von der Faserorientierung in der Gefahr der Bauteilschädigung. Schadensformen sind Delamination, Ausfransung und Faserbruch. Dazu kommen thermische Schäden wie Überhitzung und Verbrennung. Daher muss Reibungswärme möglichst vermieden werden.

Im Vergleich zu Metallen erfordere CFK eine andere Bearbeitungsstrategie, erläuterte Martin Danielczick, Leiter des Vertriebssegments Composites & Plastics Machining bei der LMT Tool Systems GmbH, Oberkochen. So hält er eine Trennung des Prozesses in Schruppen und Schlichten in der Regel für nicht erforderlich.

Noch eindeutiger formulierte das Dr. Peter Müller-Hummel, Leiter des Geschäftsbereichs Aerospace & Composites bei Mapal Präzisionswerkzeuge, Aalen: „Die CFK-Zerspanung schreit nach dem One-Shot-Prozess.“

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