Leichtbau BW - Thinking Hoch verstärkte sowie reparable Composites erobern den Leichtbau

Mit dem neuen Werkstoff Hicompelt lassen sich Carbon- oder Glasfasergelege mit besonders hohem Faseranteil herstellen. Im T-RTM-Verfahren produziert die Firma Handtmann Elteka daraus innovative Compositteile.

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Diese Herangehensweise biete zahlreiche Produktionsvorteile und sei interessant für die Automobil- und Luftfahrtbranche. Auch in puncto Reparatur- und Recycling schlägt das Traditionsunternehmen aus Biberach an der Riß mit dem Werkstoff neue Wege ein, wie es heißt.

Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg präsentierte diese Innovation im Rahmen ihres Events „Thinking“ im September. Die Leichtbau BW GmbH vermittelt mit diesem Label monatlich Informationen zu innovativen Produkten oder Dienstleistungen im Leichtbau, die aus Baden-Württemberg stammen.

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Durch die Verwendung relativ dünnflüssiger Gusspolyamide, wie PA 6C oder dem hochwertigeren PA 12C Lauramid als Matrixwerkstoffe, kann bei Hicompelt ein Faservolumenanteil von 65 % erzielt werden. Mit diesen beiden Thermoplasten werden Carbonfaser-, Glasfaser- oder auch Mischgelege infiltrierbar und in einem Near-Net-Shape-Verfahren endkonturnah hergestellt, so Handtmann Elteka. Auch Metallelemente wie Bolzen oder Metallteile könnten bei der Herstellung formschlüssig eingebunden werden. Interessant sei diese Near-Net-Shape-Fertigung vor allem aus Kostensicht: Das Verfahren minimiere die Material- und Prozesskosten. Bauteile können in Zykluszeiten von rund 3 min gefertigt werden.

Keine Nachbearbeitung und großserientauglich

Die Innovation bei Hicompelt und Grundlage für die Stabilität der entstehenden Bauteile ist laut Handtmann Elteka das neue Produktionsverfahren: Im sogenannten T-RTM-Verfahren (Thermoplastisches Resin Transfer Molding) wird das Matrixmaterial, ein PA 6C oder PA 12C, zunächst just-in-time aufgeschmolzen, in noch flüssiger Form in das vorgeformte Gelege eingebracht und anschließend zum jeweiligen Bauteil gepresst. Nach der Entnahme aus der Presse benötigt das Bauteil quasi keine Nachbearbeitung. Aufgrund der kurzen Zykluszeiten sind mit lediglich einem Werkzeug auch Großserien realisierbar.

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Hicompelt sei prädestiniert für all jene Anwendungsfelder, in denen hohe Bauteilfestigkeit, aber möglichst niedriges Bauteilgewicht gewünscht werden. Getestet wird der neue Verbundwerkstoff bereits als Ersatz für Metallbauteile in einer neuen Generation von Fahrzeugen eines deutschen Automobilherstellers, wie es weiter heißt. Durch die Möglichkeit auch Metallbauteile kunststoffgerecht zu implementieren, könnten diese Composites entweder mit angrenzenden Metallteilen vernietet oder verschweißt werden. Parallel arbeiten die Elteka-Ingenieure derzeit an Prototypen für noch leichtere Strukturbauteile – unter anderem für den Flugzeugsektor. Im Gegensatz zu anderen Compositen könne Hicopelt durch Schweißen repariert werden, weil die Matrix thermoplastisch ist. Durch diesen Vorteil ist im Schadensfall nicht der komplette Austausch des Teils notwendig, so Handtmann Elteka.

Gut recycelbare Leichtbau-Komponenten

Nicht außer Acht lassen dürfe man heute die spätere Entsorgung der Bauteile. Weil es sich bei den Matrixwerkstoffen aber um Thermoplaste handelt, kann der Kunststoff durch Erwärmung auf Schmelztemperatur wieder leicht vom Gelege separiert werden, sagen die Experten. Vorgestellt wurde Hicompelt erstmalig öffentlich bei der Hannover Messe Industrial Supply 2017 am Gemeinschaftsstand "Leichtbau aus Baden-Württemberg" sowie im Rahmen der Composites Europe in Stuttgart.

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