Thermocomp

Vom Prototypen zur FVK-Serienfertigung

Mehrere sächsische Unternehmen und Forschungseinrichtungen haben sich in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt unter Leitung des Inntex e.V. zusammengeschlossen, um zukunftsweisenden Faserverbundwerkstoffen zu einem konkurenzfähigen seriellen Einsatz zu verhelfen.

Fast jedes Unternehmen der Automobilbranche sowie eine Fülle von Instituten und Hochschulen arbeitet an effizienten Methoden des Leichtbaus. Faserverstärkte Kunststoffe sind durch ihre mechanischen Eigenschaften wie hohe Festigkeit und Belastbarkeit bei geringer Dichte und geringem Gewicht bestens geeignet, um leichte und gleichzeitig stabile Komponenten für den Fahrzeug- und Maschinenbau zu fertigen. Bisher konnten Bauteile aus faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen nur in teurer Einzelfertigung hergestellt werden. Eine wettbewerbsfähige und damit kostengünstigere Serienfertigung dieser in der Luftfahrt, im Fahrzeugbau und im Bauwesen begehrten Bauteile war noch nicht möglich.

Bereits im vergangenen Jahr haben sich sächsische Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt neuen und zukunftsweisenden Faserverbundwerkstoffen zum Einsatz in der Serienfertigung zu verhelfen. Unternehmen der kunststoffverarbeitenden Industrie, des Maschinenbaus und der Textilindustrie, Hersteller des Formen- und Werkzeugbaus sowie Wissenschaftler kooperieren in diesem Projekt, um Perspektiven und Anforderungen für die Großserienproduktion thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe zu ermitteln und zu entsprechenden, in der Serie umsetzbaren Lösungen zu kommen.

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Das Ziel ist die Entwicklung einer effizienteren Technologie zur Herstellung der begehrten, zukunftsfähigen und vielfältig einsetzbaren, faserverstärkten thermoplastischen Bauteile. Die Verfahrensabläufe bei der Herstellung sollen deutlich verkürzt und damit die Kosten spürbar gesenkt werden. Die Mitglieder des Innovationsforums wollen deshalb großserientaugliche, wirtschaftliche Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen, besonders von Hochleistungsbauteilen, entwickeln. Kernansatz bilden hierbei thermoplastische Preform-Technologien in geschlossenen Prozessketten.

Die bisherigen Kunststoff-Faserverbundsysteme werden mit verschiedenen Verfahrenstechnologien hergestellt, die unterschiedliche Imprägnierqualitäten liefern. Ein mehrstufiger Herstellungsprozess ist dazu nötig. Der Nachteil dieses Produktionsprozesses liegt in den Kosten, denn die einzelnen Prozessstufen sind häufig an verschiedenen Orten bei unterschiedlichen Produzenten angesiedelt. Dazu kommen eine geringe Prozessvariabilität zur Steuerung der Imprägnierqualität aufgrund der langen Prozessketten und eine eingeschränkte Anzahl von einfach stellbaren, signifikanten Prozessparametern.

Das Forschungsziel besteht in der Entwicklung neuer, praxisgerechter Technologieansätze, die zu einer Senkung der Herstellungskosten für thermoplastische Preforms, einer Verbesserung der Imprägnierqualität sowie zu einer höheren Prozessvariabilität zur Steuerung der Qualitätsanforderungen führen. Denn eine großserientaugliche Produktion setzt voraus, kostengünstige und hochleistungsfähige Kunststoffbauteile für den Leichtbau herzustellen und somit der wachsenden Nachfrage, vor allem aus dem Fahrzeugbau und der Luftfahrtindustrie, gerecht zu werden.

Die thermoplastischen Hochleistungsbauteile können im Fahrzeugbau schwere Bauteile wie Crash-relevante Stoßfänger oder Batterieträger für Elektrofahrzeuge ersetzen. In der Luftfahrt ist eine Verwendung bei Sitzschalen oder Auftriebskomponenten möglich. Interessant sind die Thermocomp-Bauteile auch im Bauwesen, beim Einsatz für Leichtbaufassaden, Rohrleitungen und in der Bauwerkssanierung.

Koordinator des Innovationsforums Thermocomp ist der Inntex in Chemnitz. Der Verein fördert die branchenübergreifende Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, um der sächsischen Textilindustrie durch neue, vor allem technische Einsatzfelder ein zukunftsträchtiges Profil zu geben und die Marktpositionen der Hersteller technischer Textilien nachhaltig zu stärken.

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