Lokale Verstärkung mit Verfahren der Luftfahrttechnik

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GGB Heilbronn GmbH

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

wbk Institut für Produktionstechnik Universität Karlsruhe (TH)

Übliche Verfahren zur Faserfixierung haben Schwächen

Für die Fixierung der Rovings auf den textilen Halbzeugen existieren verschiedene Ansätze. Eine Möglichkeit ist der Einsatz von Rovings, die mit einem Binder überzogen sind. Die Fixierung wird dabei durch thermische Aktivierung des Binders erreicht. Für diese Variante der Klebefixierung lassen sich nur gebinderte Rovings verwenden. Beim Tailored Fiber Placement (TFP) werden die Fasern dagegen mit Nähfäden fixiert [4]. Weil dabei nicht mehrere Rovings gleichzeitig abgelegt werden, sind die Ablagebreiten gering und durch das Annähen die erreichbaren Legegeschwindigkeiten niedrig.

Einen weiteren Ansatz stellt die Fixierung durch flüssige Klebstoffe dar, die durch einen Sprühkopf aufgetragen werden [5]. Weil sich dabei nicht nur gebinderte Rovings fixieren lassen, ist eine hohe Variabilität bezüglich der verwendbaren Rovings gegeben und eine punktweise Fixierung der Rovings möglich. Um das im Klebstoff vorhandene Lösungsmittel zu verdunsten, muss allerdings eine beheizbare Andruckrolle verwendet werden.

Kunststoffschweißdrähte zur Faserfixierung

Am Institut wurde ein neuartiges System zur Faserfixierung entwickelt, das handelsübliche Kunststoffschweißdrähte aufschmilzt und durch eine Düse unter die abzulegenden Rovings fördert. Durch Anpressen der abgelegten Rovings auf den plastifizierten Kunststoff härtet die Kunststoffschmelze schlagartig aus und fixiert die Rovings in ihrer Position. Das schnelle Aushärten ermöglicht hohe Legegeschwindigkeiten.

Die Menge des applizierten Kunststoffs lässt sich über den Vorschub des Kunststoffschweißdrahts sowie den Durchmesser der verwendeten Düse variieren. Die derzeit verwendete Düse mit einem Durchmessen von 0,3 mm ermöglicht das Auftragen kleiner Klebstoffmengen. Ein weiterer Vorteil des „Schweißansatzes“ liegt in der Variabilität bezüglich der eingesetzten Kunststoffe, weil prinzipiell alle thermoplastischen Kunststoffe zur Fixierung genutzt werden können.

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