Forschungsprojekt »C³ – ColdCureComposites«

Energieeffiziente Herstellung faserverstärkter Leichtbaukomponenten mit neuen Matrixwerkstoffen

Projektlaufzeit: November 2019 – Oktober 2022

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) gelten innerhalb des wachstumsstarken Leichtbausektors als eine der zentralen Werkstoffklassen. Besonders in den Industriebereichen Transport, Mobilität und Bauwesen wächst seit mehreren Jahren der Bedarf an glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK).

Im Projekt »C³ – ColdCureComposites« entwickelt das Fraunhofer IPT Produktionstechnologien zur Herstellung und Weiterverarbeitung eines neuen, kalthärtenden Faserverbundhalbzeugs für die Herstellung von Bauteilen aus glasfaserverstärkter Kunststoffen. Die sogenannten GFK-Towpregs (vorimprägnierte Glasfaserbündel bzw. -Tows) eignen sich für ein besonders breites Produktspektrum und können durch Lege- oder Wickelverfahren zu Leichtbaustrukturen weiterverarbeitet werden.

Durch den Einsatz einer neu zu entwickelnden Harzrezeptur und den Einsatz von UV-LEDs als Energiequelle zur chemischen Aushärtung des Matrixmaterials versprechen sich die Projektpartner erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen gegenüber konventionellen Faserverbundkunststoffen (FVK), die ihre Endfestigkeit mittels Wärmezufuhr erreichen. Bereits die einfache Integration von UV-LEDs kann die Produktionseffizienz bestehender Prozesse durch kurzzeitige UV-Bestrahlung mit hoher Energiedichte deutlich verbessern. Das Material wird bei Raumtemperatur durch UV-Strahlung ausgehärtet. Durch die Verwendung UV-undurchlässiger Trägerfolien bei der Herstellung des kalthärtenden GFK-Towpregs können die Halbzeuge vor Gebrauch beliebig lange gelagert werden – ein weiterer entscheidender Vorteil gegenüber klassischen FVK-Halbzeugen mit Duroplastmatrix.

Die Materialeigenschaften des neuen Halbzeugs werden von den Projekpartnern bei der Weiterverarbeitung im Legeverfahren sowie mit Hilfe von Normtests charakterisiert. Abschließend wird der Einsatz des zu entwickelnden Materials anhand von industrierelevanten Demonstratoren validiert.

Beteiligte Forschungseinrichtungen und Industriepartner

  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
  • Boldt & Co. Vertriebs OHG, Wermelskirchen
  • Gluetec Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG, Greußenheim (Bayern)
  • NOVACOM Verstärkte Kunststoffe GmbH, Aachen
  • polyscale GmbH & Co. KG, Aachen