Die hohe Viskosität von Thermoplasten und der angestrebte hohe Faservolumengehalt begrenzen sowohl Imprägnierung als auch Faser-Matrix-Haftung von endlosfaserverstärkten Thermoplasten. Eine Weiterentwicklung der In-situ-Pultrusion kann diese Grenzen überwinden. Kern des verbesserten Verfahrens ist die Polymerisation zum fertigen Thermoplast im kontinuierlichen Prozess. 

Endlosfaserverstärkte Thermoplasthalbzeuge mit großem Materialquerschnitt  

Thermoplaste

Faserverarbeitung

Pultrusion

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Stabile Leichtgewichte  

Für die Produktion von Organoblechbauteilen haben erste Verfahren Serienreife erreicht. Im Fokus der weiteren Entwicklung stehen jetzt Lösungen für thermoplastische Tapes mit Verstärkung aus Glas- und Carbonfasern. Die dafür notwendigen Erfahrungen sammelt der Spritzgießmaschinenbauer und Systemanbieter Engel auch bei der Herstellung eigener Produkte. So besitzen einige Roboter einen Carbon-Arm in Leichtbauweise. Kernstück der Fertigung ist eine Tape-Legezelle, die auf dem Pick-and-Place-Prinzip beruht. 

Thermoplastische Tapes erfordern neue Prozesstechnologien 

Automatisierungstechnik

Kohlenstofffasern / -matten

Spritzgießen

Schicht für Schicht Präzision und Hochleistung 

Um das Eigenschaftsprofil eines Kunststoffs zu verbessern, ist der Einsatz mineralischer Füllstoffe in der Automobilindustrie weit verbreitet. Pyrolysekohle bietet dazu eine interessante Alternative. Nun wurde ein Recyclingkonzept entworfen, das die Pyrolyse von naturfaserverstärkten Kunststoffen zur Produktion von Pyrolysekohle als Füllstoff in Thermoplasten umfasst. 

Recycling naturfaserverstärkter Polymere zum nachhaltigen Füllstoff Pyrolysekohle 

Kunststoff Werkstoffe

Additive

Füllstoffe für Kunststoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoffe

Alles hat ein Ende, nur der  Kunststoff nicht 

Endlosfaserverstärkte thermoplastische Composites können mittlerweile auch im strukturellen Leichtbau von Sicherheitskomponenten eine Alternative zu Metallen sein. Das beweist ein Bremspedal, das ausgehend von einem multiaxial verstärkten Verbundhalbzeug in Serie gefertigt wird.  

Vollkunststoff-Bremspedal mit multiaxialer Faserverstärkung im Serieneinsatz 

Polyamide

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Glasfasern / -matten

Fasern

Nicht zu bremsen  

Langfaserverstärkte Duroplaste bieten großes Potenzial für den Einsatz in lasttragenden Automobilbauteilen. Zunehmend verlagert sich die Entwicklung in eine frühe Phase der simulativen Auslegung. Dies macht Vorhersagen zum Bauteilverhalten unter realen Betriebsbedingungen erforderlich. Ein Berechnungskonzept, das anisotrope und nichtlineare Materialeigenschaften berücksichtigt, verbessert die Vorhersagegenauigkeit der Lebensdauer. 

Berechnungskonzept zur Vorhersage der Schwing- und Betriebsfestigkeit eines langfaserverstärkten Motorträgers 

Prozesssimulation

Duroplaste

Computer-Tomografie-Systeme

Reale Bauteilbelastungen simulieren 

Mit dem Prepregharz SolvaLite 730 hat die Solvay SE , Brüssel/Belgien, ein neues Produkt für Automobile-Großserienanwendungen entwickelt. Das mit dem proprietären Vinyl-Hybridharz Advalite der Reichhold LLC. , Durham/North Carolina/USA, formulierte Material erfüllt laut Hersteller die folgenden Eigenschaftskombinationen:

Einfaches Handling, schnelle Zykluszeit 

Harze

Reaktionsharze

Prepregharz SolvaLite 730 

Am 21. und 22. Juni 2017 findet in Karlsruhe zum zweiten Mal die Fachtagung FIPCO statt. Hier ein Blick auf die Agenda des Expertentreffs für funktionsintegrierte Kunststoffbauteile. 

Programm ist online 

Resin Transfer Molding

FIPCO Functional Integrated Plastic Components 2017 

Gemeinsame Projekte bringen die Mitglieder des Carbon Composites Netzwerks regelmäßig zu wichtigen Themen der Branche zusammen. Im Juli werden dem breiten Fachpublikum die Ergebnisse des Spitzenclusters MAI Carbon präsentiert. 

Ergebnisvorstellung F&E-Projekte des Spitzenclusters MAI Carbon 

Karriere

kunststoffe.de

MAI Carbon Ergebniskonferenz 

Im Fokus des Projekts steht die Untersuchung natürlicher biologischer Konstruktionsprozesse langfaseriger Verbundstrukturen. Als Vorbild dient hierbei die Larve der Apfelblatt-Motte. 

Pavillon aus carbon-glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen 

Technik Trend

Inspiration aus der Natur 

Weit mehr Gäste als erwartet konnte der Münchner Maschinenbauer zur Vorstellung einer neuen Anlage begrüßen, obwohl das angesprochene Segment der Verbundwerkstofffertigung eher überschaubar ist. 

KraussMaffei stellt laufende iPul-Anlage vor 

Mehr Tempo bei der Pultrusion 

Die Erweiterung der Produktionshalle F1 wurde planmäßig nach zwölf Monaten Bauzeit in Betrieb genommen. Das Unternehmen investierte in den Ausbau der Halle fast 8,7 Mio. EUR. 

Röchling Automotive Worms wächst 

3100 qm mehr Produktionsfläche 

Die USA, China und der Leichtbau standen bei der Jahrestagung 2017 des VDMA-Fachverbands Kunststoff- und Gummimaschinen in Wolfsburg besonders im Fokus. 

Solides Wachstum vor dem Hintergrund unsicherer politischer Entwicklung 

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Deutschland, Österreich, Schweiz

Blick über die Grenzen 

Die Lanxess AG , Köln, demonstiert ihre endlosfaserverstärkten, thermoplastische Verbundhalbzeuge der Marke Tepex dynalite an einem Rücksitzsystem eines Geländewagens, der von einem europäischen Automobilhersteller produziert wird. Der Mittelplatz des Sitzsystems ist mit einer so genannten Durchlade ausgestattet, um für jeden Sitzplatz die Lehne einzeln umklappen zu können. Die Durchlade wird durch Umformen und Hinterspritzen von Tepex dynalite gefertigt. 

Gegenüber einer Stahlvariante ergebe sich laut Hersteller eine Gewichtsreduktion von mehr als 40%. Gleichzeitig erfüllt das sicherheitsrelevante Bauteil alle Lastfälle, weil die Orientierung der Endlosfaserlagen im zwei Millimeter dicken Halbzeug auf die mechanische Belastung ausgerichtet ist, so die Pressemitteilung. Die Entwicklung des Leichtbauteils erfolgte bei der Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG mit Unterstützung des Geschäftsbereichs High Performance Materials von Lanxess. Brose produziert das Bauteil in seinem Werk in Coburg.

Organoblech Tepex nun auch multiaxial 

Rücksitz-Durchlade in Verbundbauweise 

Hoch stabil bei reduzierten Herstellkosten und fast einem Drittel Gewichtsersparnis im Vergleich zum Hochleistungskunststoff PBT: gute Gründe für den Automobilzulieferer Ros, auf das Faser-Direkt-Compoundieren von Arburg zu setzen. Für elektrische Fensterheber von Pkw-Türen fertigt das Unternehmen auf diese Art Seilantriebsgehäuse aus PP mit einem Anteil von 30 % Langglasfasern. Der Einkauf teurer vorcompoundierter Granulat-Mischungen erübrigt sich damit. 

Ros senkt mit Faser-Direkt-Compoundieren Bauteilgewicht und Herstellkosten 

KFZ-Zulieferer

Kostensparende Alternative zum Hochleistungskunststoff 

Die Herstellung von carbonfaserverstärkten Kunststoffbauteilen für den automobilen Serieneinsatz muss schnell und günstig sein. Ideal dafür wäre ein einstufiges Verfahren. Im Rahmen einer Potenzialstudie wurde eine selektive Faserablage-Einrichtung untersucht, die Faserablage, Harzinjektion und Aushärtung in einem einzigen Prozessschritt kombiniert – mit Auftragsgeschwindigkeiten von bis zu 1 m/s. 

Additive Fertigung von carbonfaserverstärkten Bauteilen mit UV-Strahlung 

Automatisierungskomponenten

Additive Fertigung

Superhirn im Ablegekopf 

Dieffenbacher und Arburg bündeln Kompetenzen 

Kooperation soll neue Leichtbau-Anwendungen ermöglichen 

Dieffenbacher und Arburg bündeln ihre Kompetenzen in den Bereichen Pressensysteme und automatisierte Pressenanlagen sowie Spritzgießtechnik, um neue Konzepte für hybride Leichtbauteile zu entwickeln.  

Um neue Lösungsansätze für das Spritzpressen von Hybridbauteilen zu entwickeln, kooperieren zukünftig die beiden baden-württembergischen Familienunternehmen Dieffenbacher GmbH, Eppingen, und Arburg GmbH + Co KG, Loßburg. Sie bündeln damit ihre Kompetenzen in den Bereichen Pressensysteme und automatisierte Pressenanlagen sowie Spritzgießtechnik und bringen so die Vorteile aus beiden Welten zusammen. 

Im Rahmen des Forschungsprojekts MoPaHyb „Modulare Produktionsanlage für hochbelastbare Hybridbauteile“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert wurde, haben Arburg und Dieffenbacher zuletzt ihre erfolgreiche Zusammenarbeit unter Beweis gestellt. Gemeinsam mit dem Fraunhofer ICT, Pfinztal, und neun weiteren Partnern wurde eine modulare Produktionsanlage für Hybridbauteile entwickelt und realisiert. Diese verbindet eine modulare Spritzeinheit der Größe 4600 für das Faser-Direkt-Compoundieren (FDC) von Arburg mit einer am ICT vorhandenen, vertikal arbeitenden Presse mit 36.000 kN von Dieffenbacher. Damit können bisher nicht herstellbare Bauteildimensionen und -komplexitäten umgesetzt werden. 

„Das Thema Leichtbau spielt bei Arburg eine wichtige Rolle“, betont Gerhard Böhm, Geschäftsführer Vertrieb bei Arburg. „Wir haben verschiedene Verfahren und Lösungen im Programm, darunter auch das FDC-Verfahren. Dieses mit dem Spritzpressen zu kombinieren ist ein zukunftsweisendes Konzept, um neue Leichtbau-Anwendungen zu ermöglichen.“ Manfred Reif, Leiter der Business Unit Composites bei Dieffenbacher, ergänzt: „Aufgrund der positiven Erfahrungen aus dem MoPaHyb-Projekt werden wir künftig die Dieffenbacher-Spritzpressen auch in Kombination mit einer FDC-Spritzeinheit von Arburg anbieten. Zusammen mit unserer UD-Tapelegeanlage Fiberforge und der Konsolidiereinheit Fibercon können wir unseren Kunden damit ein starkes Gesamtpaket zur Verfügung stellen.“ 

Insbesondere bei Bauteilen mit sehr dünnen Wandstärken ist Spritzpressen ein materialschonendes und effizientes Fertigungsverfahren. Geometrische Verstärkungen durch Rippenstrukturen sowie lokale oder vollflächige Verstärkungen durch den Einsatz von unidirektionalen Tapes erschließen in Kombination mit faserverstärktem Hinterspritzen eine Vielzahl neuer Anwendungsbereiche, speziell bei Strukturanwendungen. Ein Vorteil der Dieffenbacher-Presse als Schließeinheit ist, dass Verstärkungseinlagen einfach in das horizontal liegende Werkzeug eingelegt werden können. 

Das Arburg-Spritzverfahren Faser-Direkt-Counpoundieren (FDC) bietet die Möglichkeit, Fasern direkt in die Kunststoffschmelze einzubringen. Faserlänge, Faseranteil und Materialkombination können individuell eingestellt und damit die Bauteileigenschaften gezielt beeinflusst werden. 

Mit der Kombination Spritzpressen und FDC-Spritzgießen lassen sich hybride Bauteile sehr wirtschaftlich und flexibel herstellen. Auf der K 2019 präsentiert Dieffenbacher dieses Konzept am Messestand des Unternehmens. (Red.)

Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau 

https://www.dieffenbacher.de

ARBURG GmbH + Co KG  

https://www.arburg.com

9496949 News Beitrag [Online] - Cooperation Dieffenbacher and Ar

Die Kombination aus einer Spritzpresse von Dieffenbacher und einer FDC-Spritzeinheit von Arburg soll neue Leichtbau-Anwendungen ermöglichen (© Dieffenbacher) 

Spritzgießmaschinen

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