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Produktion Automation www kunststoffmagazin de 29 zuverarbeiten Sogenannte GFK-Towpregs also vorimprägnierte Glasfaserbündel können durch verschiedene Legeoder Wickelverfahren zur Herstellung von Leichtbaustrukturen verwendet werden Das Konsortium von C³ bildet die gesamte Wertschöpfungskette für die Herstellung und Qualifizierung des neuen Materials ab Das Fraunhofer IPT und die beteiligten Unternehmen bündeln ihre Expertise um strahlenhärtende Kunststoffe herzustellen individuelle Bestrahlungsmodule und Produktionsanlagen auszulegen und zu fertigen sowie FVK-Bauteile in unterschiedlichen Produktionsverfahren herzustellen Darüber hinaus prüfen und qualifizieren sie die Prozesse Materialien und Bauteile Die Anlage die im Projekt entstanden ist ist einfach skalierbar und kostengünstig in Betrieb zu nehmen Damit ermöglicht sie eine ressourcenschonende Produktion von GFK-Towpregs in größerem Maßstab Energieeinsparungen durch kalthärtende Harze Bauteile aus konventionellen duroplastischen FVK müssen in großen beheizten Druckkammern sogenannten Autoklaven ausgehärtet werden um optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen In der Produktion von Leichtbaukomponenten ist dies zeitaufwändig und verursacht hohe Kosten Als Alternative zu konventionellen FVK die ihre Endfestigkeit mittels Wärmezufuhr erreichen setzen die Projektpartner auf strahlenhärtende Harze die bei Raumtemperatur aushärten Durch eine kurzzeitige Bestrahlung mit Licht im sichtbaren VIS oder UV-A-Spektrum mit hoher Energiedichte und geeigneter Wellenlänge härtet das Material aus – der Energieaufwand und die Kosten reduzieren sich erheblich der Prozess ist einfach zu regeln Bereits die einfache Integration von UV-LEDs kann die Effizienz bestehender Herstellungsprozesse deutlich verbessern und eignet sich auch für das Nachrüsten bereits vorhandener automatisierter Produktionsanlagen Neues Halbzeug ist ungekühlt lagerfähig Einen weiteren entscheidenden Vorteil gegenüber konventionellen FVK-Halbzeugen mit Duroplastmatrix identifizierten die Forscher Duroplastische Halbzeuge müssen bei bis zu –18 Grad Celsius gekühlt gelagert werden um ein vorzeitiges Vernetzen und Aushärten des Materials zu verhindern Das Halbzeug aus dem neuen Material muss stattdessen lichtgeschützt lagern erfordert aber keine ständige energieintensive Kühlung Durch die Verwendung lichtundurchlässiger Trägerfolien bei der Herstellung der kalthärtenden GFK-Towpregs erreichen die Projektpartner dass die Halbzeuge vor Gebrauch weniger aufwändig gelagert werden können Die Forscher untersuchen die Materialeigenschaften des neuen Halbzeugs mithilfe mechanischer Prüfungen Darüber hinaus erproben sie im Legeverfahren wie gut sich das neue Material weiterverarbeiten lässt Ein weiterer großer Schritt ist es das entwickelte Material in industriellen Testanwendungen einzusetzen und zu validieren Das hergestellte vorimprägnierte Faserverbundhalbzeug verwenden sie in verschiedenen Demo-Bauteilen wie Platten und Rohren Das Aushärten der Towpregs geschieht ähnlich wie bei Thermoplast-Tapes direkt während der Verarbeitung Die Zykluszeiten verkürzen sich damit deutlich und die Produktionskosten sinken Um zu gewährleisten dass die strahlenhärtenden Towpregs und das Matrixmaterial nach Projektende industriell vielfältig eingesetzt werden können evaluieren die Partner unterschiedliche Verarbeitungsmethoden zum Beispiel das automatisierte Tapelegen und Tapewickeln sowie den manuellen Laminataufbau in offenen Werkzeugformen Das Projekt C³ wird durch Mittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE 2014-2020 gefördert Es läuft unter dem Förderkennzeichen EFRE-0801148 von November 2019 bis Oktober 2022 Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT www ipt fraunhofer de HIDDEN INSIDE – PERFORMANCE OUTSIDE Hidden inside – Performance outside UNSERE HOCHLEISTUNGSFÜLLSTOFFE • basieren auf einer großen Auswahl verschiedener Minerale • werden in vielen polymeren Anwendungen eingesetzt • sind in unterschiedlichen oder optimierten Korngrößenverteilungen verfügbar • können mit speziellen Oberflächenbehandlungen geliefert werden Besuchen Sie uns PIAE 2022 in Mannheim HPF22 AZ Kunststoff Mag 88x124 RZ indd 1 03 02 22 09 30