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02.10.2017

PUR-Sprühen plus RIM für die Serie

Hochleistungs-Sandwichverbunde einstufig herstellen

Die Leichtform GmbH, Bernsdorf (Sachsen), entwickelt mit Wissenschaftlern des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) unter der Leitung von Prof. Maik Gude ein Fertigungsverfahren, um Hochleistungs-Sandwichstrukturen für den hybriden Leichtbau herzustellen. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsvorhabens SHAPE soll dabei die bisher sehr aufwendige Fertigung von Sandwichstrukturen mit komplexer Geometrie vereinfacht und zur Serienreife entwickelt werden.

Vereinfachte Prozessführung steigert Produktivität

Das neuartige Verfahren nutzt die Expansionsreaktion von schäumbarem Polyurethan (PUR) in einem geschlossenen Werkzeug, wobei das reaktive PUR-Gemisch die eingelegten textilen Halbzeuge durchdringt und für eine endkonturnahe Werkzeugfüllung sorgt. Sowohl die Fertigung des Schaumstoffkerns als auch die Tränkung der späteren Sandwich-Decklagen erfolgt in einem Schritt. Neben reinen Schaumstoffkernen ist darüber hinaus auch die Integration unkaschierter Papierwaben möglich.

Hochleistungs-Sandwichverbunde mit Polymerkern und Decklagen aus textilen Halbzeugen (links, Mitte), zusätzlich integrierter unkaschierter Papierwabe (Mitte) im Vergleich zu Strukturen mit Decklagen aus geschnittenen Langfasern (rechts), hergestellt im Polyurethan-Sprühverfahren (© TUD/ILK)

Hochleistungs-Sandwichverbunde mit Polymerkern und Decklagen aus textilen Halbzeugen (links, Mitte), zusätzlich integrierter unkaschierter Papierwabe (Mitte) im Vergleich zu Strukturen mit Decklagen aus geschnittenen Langfasern (rechts), hergestellt im Polyurethan-Sprühverfahren (© TUD/ILK)

Prozesszeiten von wenigen Minuten

Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Fertigung der faserverstärkten Decklagen und des Schaumstoff-Sandwichkerns in einem gemeinsamen Werkzeug. Bisher können insbesondere komplex geformte Strukturen nur durch die separate Fertigung des Kerns und der anschließenden Verklebung mit einer Laminatschicht hergestellt werden.

Je nach eingesetztem Schaumstoffsystem sind mit dem neuen Verfahren Prozesszeiten von wenigen Minuten möglich. Werden thermoplastische Folien direkt integriert, so entsteht ein Bauteil mit höchster Oberflächenqualität, sodass nachgelagertes Lackieren entfallen kann. Inserts lassen sich zudem einschäumen und damit Subkomponenten ohne komplexe Bearbeitungsschritte direkt integrieren.

Integration textiler Verstärkungsstrukturen und thermoplastischer Folien

Ziel der wissenschaftlichen Arbeiten im Projekt SHAPE ist, einen serienfähigen Prozess auf Basis des Polyurethan-Sprühverfahrens und des Reaction-Injection-Molding-Verfahrens (RIM) umzusetzen. Dafür entwickelt das Forscherteam um Diplomingenieur Oliver Weißenborn Konzepte zur Integration textiler Verstärkungsstrukturen und thermoplastischer Folien sowie werkstoffgerechter Lasteinleitungselemente.

Geplant ist, das Eigenschaftsspektrum der Sandwichverbunde in umfassenden werkstoffmechanischen Untersuchungen zu erforschen. Eine lastgerechte Einstellung von Decklagenanzahl, Schaumstoffdichte und Sandwichdicke ermöglicht die für komplexe Geometrien notwendigen maßgeschneiderten Strukturen. (kk)

Weiterführende Information
  • 03.05.2017

    Schwergewicht fürs Leichtbau-Technikum

    Neuer Formenträger unterstützt Entwicklung, Prototyping und Produktion von KraussMaffei

    Mit dem neuen MX-Formenträger in ihrem Münchner Leichtbau-Technikum treibt KraussMaffei die Entwicklung auf dem Gebiet der faserverstärkten Kunststoffe voran.   mehr

  • Verarbeitung von Reaktionsharzen - Resin Transfer Molding (RTM)

    Hochdruck-Resin Transfer Molding (HD-RTM) und Structural Reaction Injection Molding (SRIM)

    Beim HD-RTM können hochreaktive Harzsysteme verwendet werden, da die Verstärkungsstrukturen sehr schnell imprägniert werden. Der SRIM-Prozess ist dem HD-RTM-Verfahren sehr ähnlich, verwendet jedoch deutlich geringere Einspritzdrücke.   mehr

  • Erschienen am 14.04.2010

    Reaction-Injection-Molding (RIM)-Technologie

    Elektronik schützen

    Das Polyurethan (PUR)-Systemhaus BaySystems in Otterup, Dänemark, und die Isotherm AG im schweizerischen Uetendorf haben gemeinsam ein...   mehr

Unternehmensinformation

TU Dresden - Institut für Leichtbau u. Kunststofftechnik

Holbeinstr. 3
DE 01307 Dresden
Tel.: 0351 463-38142
Fax: 0351 463-38143

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