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06.07.2015

Faserspritzverfahren für effiziente Preformfertigung

Funktionsprinzip und Anlagentechnik des 3D-Faserspritzverfahrens (Bild: IKV)

Am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) ist ein neuartiges Faserspritzverfahren entwickelt worden, mit dem sich die Orientierung der Fasern während der Faserablage gezielt einstellen lässt. Die Verstärkungsfasern werden zunächst als Roving von einer Spule abgezogen und einem Schneidwerk zugeführt. Als Binder kann beispielsweise ein thermoplastischer Binderfaden zum Einsatz kommen. Verstärkungsfasern und Binder werden zunächst im Schneidwerk auf eine Länge von 50 mm geschnitten. Anschließend werden sie durch den Unterdruck einer Venturidüse angesaugt, die sich unterhalb des Schneidwerks befindet. Danach passiert der Luftstrom mit den Fasern die Faserleiteinheit. Dort werden die Fasern im Luftstrom orientiert. Anschließend treffen die orientierten Fasern auf das Ablagewerkzeug auf. Zur temporären Fixierung der Fasern liegt am Ablagewerkzeug ein Unterdruck an. Der Binder wird mittels Heißluft aktiviert.

Das 3D-Faserspritzverfahren erreicht Austragsraten von bis zu 150 kg/h, so dass kurze Zykluszeiten und hohe Stückzahlen erzielt werden können. Im Unterschied zu konventionellen Faserspritzverfahren ermöglicht das 3D-Faserspritzverfahren die Orientierung der gespritzten Fasern entlang von Lastpfaden. Durch die direkte Verarbeitung des Rovings entfallen textile Herstellungsprozesse für Gelege oder Gewebe. Zudem kann der Verschnitt deutlich reduziert werden. In der Preformfertigung mit dem 3D-Faserspritzverfahren lassen sich Funktionselemente wie Durchbrüche, Krafteinleitungselemente und Versteifungsstrukturen individuell und werkstoffgerecht in die Preforms integrieren. Dabei sind keine spanenden Nachbearbeitungsschritte oder zusätzliche Ausschnitte an den Preforms notwendig. Bei konventionellen Preformingverfahren werden die Verstärkungsfasern dagegen entweder beim Preforming oder in Nachbearbeitungsprozessen durchtrennt, um Funktionselemente zu integrieren.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

zusätzliche Links

Additive Preformfertigung für die Großserie , Fachartikel in der Zeitschrift Kunststoffe, Juni 2015

Institut für Kunststoffverarbeitung
D 52056 Aachen
Tel: +49 241 80-93806
Fax: +49 241 80-92262


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