Konzepte für die CFK-Prepreg-Imprägnierung

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Breitschlitzdüsen sind eine weitere Auftragmöglichkeit

Alternativ zum Aufbau im ersten Bild mit zwei Walzen, können durchaus bis zu vier Walzen eingesetzt werden, um beispielsweise das Verstrecken eines Harzfilms auf den Walzen zu einem dünnen Film noch vor dem Übertrag auf das Release-Material zu garantieren. Bei sehr hoher Rundlaufge-nauigkeit der Walzen kann der Dickentoleranzbereich des Harzfilmes bis auf ± 1 % gesenkt werden.

Als eine weitere Harzauftragmöglichkeit können Breitschlitzdüsen zur Applikation der Funktionsharze eingesetzt werden. In Abhängigkeit von der Viskosität der Harze kann die Dosierung derselben zur Düse durch Fassschmelzer und Zahnradpumpen bei niedrig viskosen Harzen und mittels Extruder bei hochviskosen Harzen durchgeführt werden. Dabei ist wie auch bei den Walzenauftragverfahren eine exakte Temperierung der verwendeten Breitschlitzdüse die Grundvoraussetzung für eine konstante Viskosität der zu applizierenden Harze und damit für einen gleichmäßig dicken Film. Mit einer Breitschlitzdüse liegen die Genauigkeiten in Abhängigkeit von der Qualität der Düse jedoch etwas weniger gut und erreichen etwa ± 5 %.

CFK-Beschichtung richtet sich nach Art der Substrate

Prinzipiell besteht eine typische Harzfilmanlage aus vier Hauptkomponenten: einem Abwickler, der Beschichtungseinheit sowie einer Einrichtung zur Kühlung des Harzfilms und der Aufwicklung. Für die Herstellung des Harzfilms ist auch bei Carbonfasersubstraten eine hochgenaue Temperierung aller Heiz- und Kühlsysteme unabdingbar, um eine gleichbleibend optimale Qualität der Harzfilme zu erreichen.

Der Aufbau einer Anlage zur Imprägnierung von Carbonfasersubstraten wird dabei maßgeblich durch die Art der zu imprägnierenden Substrate definiert. Bei der Herstellung von sogenannten UD-Tapes (unidirektionalen Tapes) werden zum Abwickeln der einzelnen Rovings (einzelnen Spulen) ein sogenanntes Gatter sowie eine Faserspreizeinheit benötigt, welche aber für das Imprägnieren von textilen Flächen wie bi- und multiaxialen Strukturen nicht notwendig ist. Im letzteren Fall genügt ein präziser, zugspannungsgesteuerter Abwickler.

Die passende Anlage durch Know-how-Transfer

Unabhängig von der Art der herzustellenden Prepregs sind hier die gleichen Bedingungen in der Verfahrenstechnik gefordert:

• präzise Steuerung der Zugspannung aller zu verarbeitenden Substrate (Fasern, Releasepaper und Folien) während des gesamten Imprägnierprozesses;

• präzise Steuerung aller zu temperierenden Systeme wie Kalander, Aufheiztische und Kühlaggregate;

• optimale Steuerung und Kontrolle aller Aggregate;

• hohe Rundlaufgenauigkeit der Kalanderwalzen, die unter anderem sehr die Imprägniertiefe des Harzes in den Faserverbund beeinflussen.

Kroenert sieht sich dabei als Partner für die Forschung und Entwicklung und ist in der Position, hocheffiziente, aber auch ökonomische Beschichtungs- und Laminieranlagen zur Herstellung von Tapes für Compositebauteile anzubieten. Das Unternehmen baut dabei auf eine partnerschaftliche Zusammenarbeit und den Know-how-Transfer, um sichere Lösungen zu schaffen und zusätzlich die Umsetzung von maschinenbaulichen Projekten, resultierend aus neuen IP Lösungen, zu erreichen. Kroenert hat Referenzen der führenden Anbieter im Compositebereich sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie vorzuweisen.

Qualitativ hochwertige Prepregs durch konstante Prozessparameter

Unabhängig von der angebotenen Anlagenkonzeption können Systeme mit konstant bleibenden Prozessparametern angeboten werden, um die Herstellung von Qualitäts-Prepregs zu garantieren. Bei den Kroenert-Anlagen kann die implementierte Verfahrens- und Prozesstechnik bei der Herstellung des Harzfilmes und der Imprägnierung der Carbonfasersubstrate einen wichtigen Beitrag bei der Fertigung von hochwertigen Compositebauteilen leisten.

Für optimierte Prozesse bildet eine enge Kooperation zwischen Faser- und Harzhersteller sowie eine genaue Definition der verfahrenstechnischen Fertigungsparameter die entscheidende Symbiose, um eine stets hohe Qualität in der Verarbeitung und Herstellung von Faserverbund-Konstruktionsbauteilen durch Prepregverfahren, wie zum Beispiel Laminier- und Tape-Legeprozesse, zu erreichen. ■

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