InFo – Integration thermoplastischer Folien in den Herstellungsprozess von Faserverbundbauteilen
Das Projekt zeigt die trennmittelfreie Verarbeitung von Fasermaterial im RTM-Prozess auf und bestätigt die Umsetzbarkeit zusammengeführter Prozessschritte von Faserdrapierung und Injektion in einem Gesenk.
Projektpartner
DIEFFENBACHER GMBH Maschinen- und Anlagenbau, KraussMaffei Technologies GmbH, Roding Automobile GmbH, Voith Composites GmbH & Co. KG
Laufzeit
01.06.2011 – 31.05.2014
Fördergeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Motivation
Dem Stand der Technik für die automobile Fertigung von Faserverbundschalenteilen waren zu Projektbeginn eine Vielzahl an Verfahren zur Beschichtung mit einer organischen Schicht zu entnehmen. Diese umfassten überwiegend das Beschichten aus dem Flüssigen (Lackieren/Lackinjektion) sowie das Beschichten aus dem Plastischen (Folieren durch Folieneinleger oder nachträglich in der Doppelvakuumkammer). Diese Beschichtungsformen führten zu einem Anwachsen der Prozesskette, da jeweils der Beschichtungsvorgang als serielles Fertigungselement zu einem zusätzlichen Prozessschritt führt. Die Aufgabenstellung des Projektes InFo bestand in der Planung, Konzeption und Umsetzung einer folienbasierten Verarbeitungskette von Faserverbundschalenteilen. Die Folie nimmt eine multifunktionale Rolle ein und ermöglicht es, den Spannungsbogen zwischen erhöhter technischer Gebrauchsfertigkeit der Bauteile (reduzierte Oberflächenveredelung, Schweißbarkeit, Trennmittelfreiheit, …) und ihrer verkürzten Prozesskette zu überwinden.
Vorgehen
Ein ganzheitliches Industrialisierungskonzept am Beispiel einer realen Außenhautgeometrie wurde abgebildet. Dabei wurde ein alternatives, folienintegriertes Verfahren zur Herstellung und Handhabung von Faservorformlingen verfolgt, deren Automatisierbarkeit an einer realen Versuchsanlage gezeigt werden konnte. Der Nachweis der Trennwirkung von Folien im Injektionsprozess ist erfolgt. Folierte, geformte, injizierte und nachgearbeitete Demonstratoren wurden gefertigt. Der Nachweis dazu ist gelungen. Eine hochwertige Oberfläche mit einem Schleif- und einem Lackiergang wurde erreicht. Ein Materialsystem zur zeitnahen Umsetzung aller Projektziele wurde in einer polycarbonat-basierten Mehrschichtfolie, duromerem Matrixsystem auf Basis von Polyurethan und Fasermaterial eines Tricot-Franse-Stichs gefunden. Die Untersuchungen haben zu einer geschlossenen Verarbeitungskette geführt. Diese basiert auf zwei Verarbeitungsmodulen. Das erste Modul setzt ein Verfahren zur Fertigung ebener und folierter Fasereinleger um, das zweite Modul greift diese transport- und lagerstabilen Zwischenprodukte auf und verarbeitet diese zu geformten Faserverbundbauteilen, die nur wenig Nacharbeit benötigen.
Publikationsliste
Film-RTM. Film-RTM: Konzept. URL: www.youtube.com/watch
Film-RTM. Film-RTM: Der Effekt. URL: www.youtube.com/watch
Film-RTM. Film-RTM: Technologiedemonstrator. URL: www.youtube.com/watch
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projektes „Integration thermoplastischer Folien in den Herstellungsprozess von Faserverbundbauteilen – InFo“, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gewährt wurde (Förderkennzeichen: 02PJ2061).
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Kalle Kind; Dr.-Ing. Swen Zaremba