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Endlosfaserverstärkte Sandwiches Forschern gelingt Faserimprägnieren und Schäumen in einem Step

Autor / Redakteur: Christian Hopmann, Christos Karatzias und Arne Böttcher / Peter Königsreuther

Ein Team am IKV in Aachen entwickelte ein zeitsparendes, einstufiges Nasspressverfahren, bei dem mit einem sogenannten syntaktischen Schaumsystem das Schäumen von Epoxidharz während der Imprägnierung der endlosfaserverstärkten Deckschichten eines Sandwichbauteils möglich wird.

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Bild 1: Unter Anwendung syntaktischer Schaumsysteme arbeitet das IKV an einem einstufigen Prozess zur integrierten Herstellung von Schaumkernen mit endlosfaserverstärkten Deckschichten.
Bild 1: Unter Anwendung syntaktischer Schaumsysteme arbeitet das IKV an einem einstufigen Prozess zur integrierten Herstellung von Schaumkernen mit endlosfaserverstärkten Deckschichten.
(Bild: Karatzias)

In der industriellen Praxis führt der stetig steigende Wettbewerb dazu, dass nach neuen, wirtschaftlicheren Fertigungsverfahren sowie günstigeren Materialien geforscht wird. Gleichzeitig tritt die Forderung nach leichten und zugleich hochfesten Werkstoffverbunden stärker in den Vordergrund der Anwenderindustrien.

In der klassischen Sandwichtechnologie werden etwa vorgefertigte Polymerschäume oder strukturelle Waben eingesetzt. Die aufwendige und meist mehrstufige Herstellung von Schaumkern (Fertigung des Blockschaums, spanende Bearbeitung und Reinigung desselben sowie die Einlage des konfektionierten Schaums in das Werkzeug) und Endbauteil macht FVK-Sandwichstrukturen relativ teuer [1], sodass diese Nachteile zusätzlich zur stark eingeschränkten Geometriefreiheit einen verbreiteten Einsatz – besonders im Automobilbau – verhindern. Speziell die Blockschaumfertigung und die spanende Konfektionierung zum Formschaum bedürfen einer komplexen Anlagentechnik und eines erhöhten Handlingaufwand: So muss zur Konfektionierung eines 3D-Schaumkerns sehr viel Material zerspant werden, was die Kosten hochtreibt und Ressourcen verschlingt. Vorteilhafter wäre eine integrierte Fertigung des Polymerschaums bei gleichzeitiger Imprägnierung der tragenden, endlosfaserverstärkten Deckschichten in einem einstufigen Prozess: Vorgeschaltete Prozesse zur Schaumkernherstellung können entfallen, die Kosten für dessen Fertigung reduzieren sich mitsamt dem Personaleinsatz und die Prozesszeit zur Herstellung des Sandwichteils sinkt.

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