Hochleistungs-FVK sicher auf Temperatur bringen

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Forscher legten den Ball vor

Auf Basis der vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal entwickelten Verfahrenstechnik zur Konsolidierung von UD-Tape-Gelegen, konnte der Pressenhersteller Wickert aus Landau in der Pfalz die herrschenden Einschränkungen überwinden und ein für den Versuchsbetrieb flexibel einsetzbares Gesamtsystem bereitstellen. Dieser Hochtemperatur-Kontaktheiztisch wird seit 2014 am ICT in der Arbeitsgruppe Thermoplastverarbeitung (TP) des Produktbereichs Polymer Engineering eingesetzt und erreicht eine Temperatur bis 425 °C. Der Vorteil: „In der Vergangenheit war maximal die Verarbeitung von Gelegen auf Basis von technischen Thermoplasten wie PA 6 oder PA 66 möglich. Tape-Materialien mit Matrizen aus Hochleistungsthermoplasten wie PPS oder PEEK rücken jetzt in den Bereich des Machbaren“, erklärt Dipl.-Ing. Raphael Jauch, der zuständige Projektleiter am ICT.

Dort werden die UD-Tapes mit dem sogenannten Relay-Prozess (Rapid Efficient Layup) mit frei wählbaren Lageaufbauten zu den gewünschten Verstärkungsstrukturen abgelegt. Dabei werden die UD-Tapes auf einem fahrbaren Tisch schichtweise positionsgenau platziert und mittels Ultraschall „punktverschweißt“. Die Orientierung der Tapes und somit der Fasern lässt sich dabei stufenlos über die Rotation des Tisches einstellen und kann dadurch optimal an den jeweiligen Belastungsfall angepasst werden. Die Weiterverarbeitung beziehungsweise Konsolidierung der so vorgefertigten Gelege erfolgt im zweistufigen HTP-Prozess (Heizen - Transfer - Pressen). Dabei kommt der neu entwickelte Hochtemperatur-Kontaktheiztisch der Firma Wickert zum Einsatz, der zum Aufheizen der Gelege vor dem Pressen verwendet wird. Um Laminate mit höchster Qualität und reproduzierbaren Eigenschaften herzustellen, müssen in diesem Prozessschritt die Einzellagen ohne Lufteinschlüsse miteinander verbunden werden. Eine entscheidende Rolle für das Aufheizen der Gelege spielt hierbei eine homogene Temperaturverteilung sowie eine hohe Planparallelität der Heizplatten. Das maximal zu verarbeitende Produktmaß beträgt circa 1100 mm × 1100 mm. Bei einer Heizleistung von 2 × 50 kW soll die Maximaltemperatur schnell erreicht werden.

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