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Preformtechnik Profil-Preforming erzeugt Versteifungselemente

| Autor / Redakteur: Timo Grieser / Peter Königsreuther

Um den aufwendigen Herstellungsprozess von Preforms zu vermeiden, ist ein Entwicklungsteam einen neuen Weg in der RTM-Prozesskette gegangen, damit diese noch effizienter wird. Nun gelingt die kontinuierliche Preformprofilherstellung aus Carbon- oder Glasfasergewebe.

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Prozessablauf der Profilentstehung in der sogenannten Formgebungseinheit anhand einer I-Profilpreform.
Prozessablauf der Profilentstehung in der sogenannten Formgebungseinheit anhand einer I-Profilpreform.
(Bild: IVW)

Carbon- und glasfaserverstärkte Bauteile werden bereits seit einigen Jahren in den zentralen wirtschaftlichen Industriesektoren, wie etwa der Luftfahrt oder im Automobilbau, eingesetzt. Jüngste Prognosen verdeutlichen, dass der Bedarf an diesen Werkstoffen zukünftig noch steigen wird. Ein erhöhtes Interesse an Umwelt- und Klimaschutz in unserer heutigen Gesellschaft begründet dabei die Zielsetzung einer nachhaltigen Produktion. Die Umsetzung dieses Vorhabens erfordert wirtschaftliche und somit stark automatisierte Prozesse.

RTM-Prozess als Grundlage für die wirtschaftliche Serienfertigung

Ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren, beispielsweise für Luftfahrtkomponenten, ist der Prepreg-Autoklavprozess. Aufgrund hoher Produktionskosten und arbeitsaufwendiger Fertigungsschritte hat man sich in den vergangenen Jahren darum bemüht, die sogenannten Out-of-Autoclave-Prozesse weiterzuentwickeln, damit die Serienproduktion von FVK-Komponenten noch effizienter wird. Im Vergleich dazu eignen sich Harzinjektionsverfahren wie das Resin Transfer Molding (RTM) zur rentablen Herstellung von qualitativ hochwertigen FKV-Produkten auch bei größeren Serien. Mit Zahlen von über 25.000 Stück pro Jahr und weitaus geringerem Zeit- und Energieaufwand ist das RTM eine attraktive Alternative zum herkömmlichen Prepreg-Autoklavprozess: Die Idee, trockene Faserstrukturen in Form von Vorformlingen (Preforms) mit dem RTM Prozess zu koppeln, wird bereits seit einigen Jahren erfolgreich eingesetzt.

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Manuelle Schritte sind bisher unvermeidlich

Es ist offensichtlich eine sehr effektive Methode, um die Bauteilformgebung (Orientierung der Fasern) vom Prozessschritt der Imprägnierung zu trennen. Auf diesem Weg konnten in der Vergangenheit bereits die Werkzeugbestückungszeiten signifikant reduziert werden. Jedoch verursacht die Herstellung der benötigten textilen Vorformlinge (Preforms) noch immer die wesentlichen Arbeitszeiten und -kosten innerhalb der Preform-RTM-Prozesskette. Die Ursache dafür ist die Vielzahl von arbeitsaufwendigen, manuell durchgeführten Schritten, wie etwa das Zuschneiden des Materials, die Faserorientierung und der Lagenaufbau, die Drapierung in die gewünschte Form sowie die anschließende Fixierung mittels Binderauftrag oder Nähen.

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