Chemisches Nähen für mehr CFK-Automation

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Anpassung an eine Preformlinie für RTM-Bauteile wird angestrebt

Im Rahmen des europäischen Förderprojektes „JTI Clean Sky“ wird das Chemical-Stitching an die prozessspezifischen Anforderungen einer Preformlinie zur kontinuierlichen Verarbeitung von Kohlenstofffaserhalbzeugen angepasst und weiterentwickelt. Teilprojektziel ist die Integration der bisher gewonnenen Erkenntnisse in die Prozesskette zur Herstellung von RTM-Komponenten für ein Flugzeugquerruder. An die Prozessentwicklung wurden folgende Anforderungen gestellt:

• Minimale Faserdesorientierungen sorgen für gute mechanische Eigenschaften im Faserverbundbauteil.

• Eine maximale Kompressibilität der Preform ist für einen hohen Faservolumengehalt verantwortlich.

• Eine größtmögliche Preformpermeabilität führt zur schnellen Infiltration des Matrixwerkstoffs.

• Eine variabel einstellbare Preformsteifigkeit vereinfacht die Handhabung und optimiert die Drapierfähigkeit.

• Der Einfluss des Fixiermediums auf die Eigenschaften von Matrixwerkstoff und Verstärkungsfasern ist minimiert.

• Die Fixierung der Faserlagen ist einfach und schnell. Das wirkt sich positiv auf die Zykluszeiten und Prozesssicherheit aus.

Beim Chemical-Stitching ist kein zusätzliches Garn zum Vernähen der Faserlagen erforderlich. Weil die Klebstomenge auf ein Minimum begrenzt wird, bleibt die Harzdurchlässigkeit der Faserlagen erhalten. In Abhängigkeit von der Bindemittelmenge kann die Proeformsteifigkeit „eingestellt“ werden.

Literatur

• [1] Thoma, B., R. Chaudhari, F. Henning und P. Elsner: Für die Großserie – Prozessentwicklung zur automatisierten Verarbeitung von Hochleistungsfaserverbundkunststoffen. Lightweight Design 2/2012, S. 48–53.

• [2] Henning, F., T. Huber, B. Hangs und R. Chaudhari: Serienfähige Faserverbundtechnologien für den Automobilbau. ATZ-Fachtagung 2011 in Stuttgart, 18. und 19. Mai 2011. ATZ live.

• [3] Thoma, B., und F. Henning: Chemical-Stitching, ein neuer Ansatz im automatisierten Preforming. 18. Nationales Sampe-Symposium – Faserverbundleichtbau, Methoden, Werkstoffe und Produktion in Karlsruhe, 29. Februar und 1. März 2012. Sampe Deutschland e. V. – http://www.fast.kit.edu/lbt/SAMPE.php

• [4] Thoma, B., K. Weidenmann und F. Henning: Chemical-Stitching, ein vielversprechender Ansatz für die automatisierte Preform-Fertigung. Kunststofftechnik 5/2012, S. 490–514.

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