Fachtagung Carbon Composites 2012 Variotherme Werkzeugtemperierung verkürzt Zykluszeiten

Ein wichtiger Schritt zur effizienten Verarbeitung von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) ist die Entwicklung neuer Werkzeugkonzepte für die variotherme Prozessführung, nämlich einer schnellen Werkzeugtemperierung,

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Ein wichtiger Schritt zur effizienten Verarbeitung von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) ist die Entwicklung neuer Werkzeugkonzepte für die variotherme Prozessführung. Ein vielversprechender Ansatz liegt daher für Prof. Dr.-Ing. Peter Mitschang im Werkzeugbau: in einer schnellen Werkzeugtemperierung, so der technisch-wissenschaftliche Direktor des Instituts für Verbundwerkstoffe (IVW) an der TU Kaiserslautern. Kennzeichnend für sogenannte variotherme Werkzeuge ist eine Temperiergeschwindigkeit von deutlich mehr als 100 K/min. Zur Anwendung kommen diese Werkzeuge bisher vornehmlich beim Spritzgießen. Ziel ist dabei die Verbesserung der Oberflächenqualität bei spritzgegossenen Kunststoffteilen.

Härtereaktion über Temperaturerhöhung gezielt starten und beschleunigen

Auf der Fachtagung Carbon Composites 2012 geht Mitschang auf die Vorteile der variothermen Werkzeugtemperierung bei der Verarbeitung von Faser-Kunststoff-Verbunden – auch Faserverbundkunststoffe (FVK) genannt – ein. Die Möglichkeit, die Temperatur binnen kürzester Zeit zu erhöhen und zu senken, erhöht den Freiheitsgrad in der Prozessführung. So lassen sich innerhalb eines Zyklus unterschiedliche Temperaturen gezielt anfahren. Für duroplastische Harze ist somit eine aktive Steuerung der Temperatur zur Kontrolle der Viskosität sowie der Härtereaktion möglich, weshalb sich die Zyklen an die Fortschritte beim Imprägnieren anpassen lassen.

Über eine Temperaturerhöhung kann anschließend die Härtereaktion gezielt gestartet und beschleunigt werden. Bei thermoplastischen Matrixwerkstoffen wird der Prozess der Direktimprägnierung deutlich verkürzt. Die dazu erforderliche Prozessroute wird bisher wenig genutzt. Sie verlangt große Temperatursprünge, die typischerweise mit langen Heiz- und Kühlzeiten verbunden sind. Verkürzt eine schnelle Werkzeugtemperierung die Heiz- und Kühlzeiten, reduziert sich die Zyklusdauer des Prozesses auf wenige Minuten.

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