Chemisches Nähen für mehr CFK-Automation

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Fraunhofer-Institut für Chem. Technologie, ICT

Punktueller Zusammenhalt entspricht dem Nähen

Wie beim Nähen wird beim Chemical-Stitching ein punktueller Zusammenhalt der flächigen Faserhalbzeuge oder Faserrovings erzeugt. Allerdings wird der Zusammenhalt über Adhäsions- und Kohäsionskräfte und nicht über einen kontinuierlichen Nähfaden realisiert.

Weil kein unter Spannung stehender Nähfaden vorhanden ist, werden Ondulationen – unerwünschte Faserumlenkungen – erheblich reduziert. Außerdem wird für das Einbringen des Klebstoffs auf eine Nadelkanüle mit einem Durchmesser weit unter 1 mm zurückgegriffen. Zum Zeitpunkt der Klebstoffapplikation werden die Fasern somit deutlich weniger desorientiert, als es beim Nähprozess zum Einbringen des Nähfadens der Fall wäre.

Flexibler lokaler Bindereintrag ermöglicht drapiergerechtes Fixieren

Durch die Möglichkeit eines lokalen flexiblen Bindereintrags lässt sich eine drapiergerechte Fixierung und Stabilisierung der Textilstruktur schon im zweidimensionalen Zustand erreichen. So kann ein definiertes Abgleiten der textilen Verstärkungsstrukturen während des Drapiervorgangs zum Erreichen einer komplexen dreidimensionalen Struktur berücksichtigt und eingestellt werden. Der anschließenden Fixierung und Stabilisierung dieser dreidimensionalen Struktur kommen ebenfalls die Flexibilität des Chemical-Stitching und die Möglichkeit der Fixierung mehrere Faserlagen entgegen.

Der lokale, volumetrisch einstellbare Bindereintrag bringt eine Minimierung der eingebrachten Bindermenge mit sich. Dadurch sind Verbesserungen der Textilpermeabilität und somit auch des Fließverhaltens des im Infiltrationsvorgang eingebrachten Matrixmaterials zu erwarten.

Automatisierte Preformherstellung rückt näher

Die innerhalb des Innovationsclusters Kite Hylite durchgeführten Untersuchungen, wie die Bestimmung der Preformschälfestigkeit, der breitenbezogenen Biegesteifigkeit und Preformkompressibilität, bestätigen, dass die lokale Preformfixierung mittels Chemical-Stitching ein vielversprechender Ansatz für die automatisierte Preformfertigung ist. Ebenso konnten Faserverbundlaminate mit einem Faservolumengehalt von etwa 50 % bereits erfolgreich hergestellt und geprüft werden [3 und 4].

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