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19.12.2005

Kostengünstige Faserverbundprofile in kleinen Stückzahlen

Beim Gleitpressen werden vorgefertigte, mit Laminat belegte Kerne im Werkzeug kalibriert und unter Wärme ausgehärtet (© KVB)

Beim Gleitpressen werden vorgefertigte, mit Laminat belegte Kerne im Werkzeug kalibriert und unter Wärme ausgehärtet (© KVB)

Am Institut für Konstruktion und Verbundbauweisen e.V., Chemnitz, ist ein neues Verfahren zur Herstellung von Faserverbundkunststoff-Profilen (FVK-Profile) entwickelt worden. Laminataufbau und Wanddicke können dabei dem Belastungsregime der Tragstruktur angepasst werden.

Beim so genannten Gleitpressen wird das Profil durch ein Werkzeug gezogen oder gepresst. Dabei werden vorgefertigte, mit Laminat belegte Kerne im Werkzeug kalibriert und unter Wärme ausgehärtet. Auf diese Weise lassen sich steife und zugleich leichte, dynamisch belastbare Träger in kleinen Stückzahlen kostengünstig herstellen. Die Dicke des Laminats kann über die Bauteillänge variieren und somit der Belastung angepasst werden.

Um die Wanddicke des Laminataufbaus lokal dem Belastungsregime z.B. eines Biegeträgers anzupassen, wurde ein Testprofil erstellt, das über die Bauteillänge drei verschiedene Wanddicken aufweist. Bei den Versuchsreihen stellte sich heraus, dass die Reibungskräfte hauptsächlich zwischen Werkzeug und äußerer Laminatschicht wirken, so dass keine inneren Laminatverschiebungen zu beobachten waren. Die einzelnen Gewebelagen müssen daher nicht miteinander vernäht oder durch andere Mittel fixiert werden.

Die Arbeitsgruppe stellte ein Werkzeug her, das Profile mit einem maximalen Querschnitt von 300 mm x 220 mm verarbeiten kann. Für die Versuche wurde ein inneres Profil aus GFK mit 3 mm Wanddicke gefertigt und allseitig mit einer Schicht von 20 mm Schaum umgeben. Die äußeren CFK-Schichten wurden als Nass-Laminat auf den Kern aufgebracht. Die Werkzeugtemperatur lag dabei zwischen 90 und 140°C, die Vorschubgeschwindigkeit wurde zwischen 5 und 15 mm/s variiert. Mit steigender Laminatwanddicke muss die Temperatur erhöht oder der Vorschub reduziert werden, um ein vollständiges Durchwärmen des Profils zu gewährleisten. Bisher wurden Profil von 2 m Länge hergestellt.

Zur Fertigung größerer Stückzahlen kann die manuelle Vorfertigung des Laminats durch Einbau einer Tränkzone in das Werkzeug ersetzt werden. Dabei ist es prinzipiell auch möglich, Profile herzustellen, die um die Längsachse gekrümmt sind.

In den Versuchen wurde das Bauteil hydraulisch durch das Werkzeug gepresst. Alternativ kann das Profil z.B. mit einem Stahlseil durch das Werkzeug gezogen werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Bauteil zu fixieren und das Werkzeug zu bewegen.

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

Institut für Konstruktion und Verbundbauweisen e.V.
an der Technischen Universität Chemnitz
Annaberger Str. 240
DE 09125 Chemnitz
Tel: +49 371 5347-520
Fax: +49 371 5347-523


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