Werkstoffentwicklung

Effizienzpotenziale thermoplastischer Verbundstoffe erschließen

Prepregs aus unidirektionalem Tape (UDT) schneller ablegen. Während der JEC World soll demonstriert werden, wie eine der zentralen Herausforderungen der Luftfahrtindustrie, die Herstellung endlosfaserverstärkter Bauteile bei hoher Geschwindigkeit und niedrigen Verarbeitungstemperaturen, gemeistert werden soll – die Geschwindigkeit beim Ablegen und Konsolidieren von Prepregs aus thermoplastischem unidirektionalem Tape (TP-UDT) erhöhen.

Vor allem für größere Serien und bei der Produktion großer Strukturbauteile verspricht die neue Technologie deutliche Effizienzgewinne. © Victrex

Coriolis Composites und Victrex haben auf Basis ihrer speziellen Technologien Parameter definiert, um das Potenzial des AFP-Verfahrens (Automated Fibre Placement) voll auszuschöpfen. Davon sollen Ingenieure in der Bauteilefertigung für die Luftfahrtindustrie und in der mehrstufigen Liefer- und Verarbeitungskette profitieren. Insbesondere könnte die Zusammenarbeit bei der Entwicklung von Verarbeitungsverfahren für Verbundwerkstoffe eine schnellere und wirtschaftlichere Fertigung ermöglichen.

Die Untersuchungsergebnisse hinsichtlich der Ablegegeschwindigkeit seien beispiellos und ein entscheidender Schritt hin zur Fertigung in größerem Maßstab und Nutzung der Vorteile von Thermoplasten. Mit dem auf Basis von Victrex AE 250 hergestellten Tape werden nach Unternehmensangaben, die Fertigungsgeschwindigkeiten gegenüber einem bestehenden, für dieselben Anwendungen gedachten TP-UDT übertroffen. Seine Ablegeraten erreichen die duroplastischer UD-Tapes im Automated Fibre Placement- oder Automated Tape Laying-Verfahren (ATL-Verfahren), jedoch ohne die Notwendigkeit einer langdauernden und teuren Konsolidierung im Autoklaven, was für Duroplaste üblich ist. Die Präsentation während der Messe soll zeigen, wie mit UD-Tape eine höhere Ablegegeschwindigkeit mit Out-of-Autoclave-Konsolidierung erreichbar ist.

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Ein zentraler Punkt der Zusammenarbeit ist das gemeinsame Angebot eines optimierten AFP-Verfahrens, das im Vergleich mit anderen Polyketon-UD-Tapes beeindruckende Zeit- und Energieeinsparungen sowohl bei der Konsolidierung in situ als auch Out of Autoclave (OoA) biete.

Die Unternehmen haben, so die Mitteilung, eine Reihe von Parametern erarbeitet, die Zeit- und Energieeinsparungen ermöglichen und somit eine sehr interessante Option für die Produktion großer Strukturbauteile ist. Neben der gesteigerten Ablegegeschwindigkeit seien niedrigere Porositätsgrade erreicht worden, die für die In-situ-Konsolidierung erwünscht sind.

Das AE 250 UDT ist ein Prepreg-Tape aus einem speziellen thermoplastischen Hochleistungsverbundstoff. Er wurde im Hinblick auf mechanische, physikalische und chemische Beständigkeitseigenschaften entwickelt, die für die Polymerfamilie der Polyaryletherketone (PAEK) typisch sind, aber eine um 40 °C niedrigere Schmelztemperatur als PEEK aufweisen.

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