FVK-Bauteilfertigung in wenigen Minuten

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Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westf. TH Aachen

Zurzeit werden die an den ebenen Bauteilen gewonnenen Ergebnisse auf gekrümmte Strukturen mit Dickensprung und größerer Preformdicke übertragen. Dazu wurde bereits ein Werkzeug konstruiert und installiert, das eine projizierte Fläche von 500 mm × 500 mm besitzt. Der Krümmungsradius des Werkzeugs auf der Oberhälfte (ohne Dickensprung) beträgt 500 mm. In der Werkzeugunterhälfte wurde mittig ein Dickensprung von 3 mm eingearbeitet. Zur Prozessüberwachung und wissenschaftlichen Analyse sind im Werkzeug ebenfalls Drucksensoren, dielektrische Sensoren und optische Sensoren integriert. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass auch 6 mm dicke Preforms vollständig imprägniert und hochwertige FVK-Bauteile mit sehr guter Laminatqualität hergestellt werden können. Wird dazu die Injektionsgeschwindigkeit erhöht und der Prozessablauf weiter optimiert, ist auch die Herstellung dieser Bauteile in weniger als 5 min möglich.

In den nächsten Schritten werden nun weitere komplexere Bauteilstrukturen untersucht, um eine Übertragung der bisherigen Ergebnisse auf anwendungsnahe Bauteilgeometrien zu ermöglichen. So werden Durchbrüche und Inserts in den Preform integriert. Ziel ist die Erprobung integraler Bauweisen. Außerdem steht die Herstellung und Untersuchung von Bauteilen mit Versteifungsstrukturen an.

Herstellung einer CFK-Motorhaube als weitere Herausforderung

Am Ende wird eine CFK-Motorhaube im Spaltimprägnierverfahren in Integralbauweise hergestellt. Die Herstellung der Motorhaube findet im Rahmen eines vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen finanziell geförderten Programms statt. Die Motorhaube wird eine gekrümmte Kontur und Versteifungsstrukturen haben. Verschiedene Anbindungselemente zur Montage an der Karosserie werden bei diesem Bauteil umgesetzt. Aufgrund der Haubenabmessungen von 102 cm × 158 cm stellen die Werkzeug- und Anlagentechnik eine weitere Herausforderung für die Umsetzung in einen Serienprozess dar.

Die vorgestellten Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen im Rahmen des Programms „Hightech.NRW“ finanziell gefördert. Darüber hinaus gilt der Dank allen Unternehmen, die diese Arbeit durch Bereitstellung von Kunststoffen, Maschinen und sonstigen Sachmitteln unterstützt haben.

* Dipl.-Ing. Robert Bastian ist Leiter der Arbeitsgruppe Flüssigimprägnierverfahren/Spaltimprägnierverfahren am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen. Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann leitet das IKV. Prof. Dr.-Ing. Walter Michaeli ist ehemaliger IKV-Leiter.

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