Tapelegen und Prepreg-Verarbeitung
für Bauteile aus Faserverbundkunststoffen

Der Fahrzeug- und Maschinenbau profitiert von den mechanischen Eigenschaften von faserverstärkten Kunststoffe (FVK): dem geringen Gewicht sowie der hohen Festigkeit und Steifigkeit. So steigt die Nachfrage nach leichten und gleichzeitig stabilen Komponenten.

Belastungsoptimierte Bauteile aus FVK für mehr Stabilität und Leichtigkeit

Der Einsatz unidirektionaler thermoplastischer Tapes bietet das Potential, die Herstellung von Faserverbund-Bauteilen vollständig zu automatisieren. Am Fraunhofer IPT haben wir uns darauf spezialisiert, die Faserrichtung von Faserverbundkunststoffen mit Blick auf die spätere Belastung des Bauteils zu fertigen, um so mehr Stabilität bei geringerem Gewicht zu erreichen: mit den von uns entwickelten Tapelegeköpfen applizieren wir stoffschlüssig unidirektionalen, vorimprägnierten Halbzeuge in Lastrichtung. So entstehen verschnittoptimierte Organobleche, die im nächsten Schritt zu FVK-Prototypen umgeformt werden. Um FVK-Bauteile für die Großserienproduktion zu qualifizieren, fertigen wir Prototypen an und optimieren die Verarbeitungsprozesse der Faserverbund-Halbzeuge.  

Thermoplast-Tapelegen in der Fertigung

Durch eine In-Situ-Konsolidierung beim automatisierten Tapelegen können Unternehmen von ökonomischen und ökologischen Vorteilen profitieren: Die Laminatschichten verbinden sich vollständig miteinander, ohne nachträgliche Aushärte- oder Autoklav-Prozesse. Darüber hinaus ist der Konsolidierungsgrad der des Faserverbundmaterials durch eine präzise regelbare Wärmezufuhr individuell einstellbar. Auch wird der Ablegeprozess an die spätere Bauteilform angepasst, so dass kaum Verschnitt entsteht und ressourcensparend gefertigt werden kann. Die Eigenschaften der unidirektionalen Thermoplast-Tapes, die Schlagzähigkeit und chemische Beständigkeit des Materials, werden dabei in den erzeugten Bauteilen ideal kombiniert.

Duroplast-Prepreg- und Towpreg-Verarbeitung

Gilt es die Formbeständigkeit das Bauteil bei hohen Temperaturen zu halten oder sollen für die Herstellung an bereits validierte Materialien und Prozessen festgehalten werden, verarbeiten wir duroplastische Faserverbundkunststoff. Wir applizieren kostengünstige Towpregs belastungsoptimiert und materialeffizient, so dass besonders stabile Bauteile mit möglichst wenig Verschnitt gefertigt werden. Da der duroplastische Kunststoff mit geringen Prozesstemperaturen konsolidiert werden kann, können wir für die Verarbeitung auch kostengünstige Wärmequellen einsetzen.

Unsere Leistungen im Überblick

• Prozessentwicklung und -optimierung zur Verarbeitung thermoplastischer Tapes und duroplastischer Prepregs sowie bebinderter Dry-Fiber-Rovings
• Fertigung von Prüfkörpern und anwendungsnahen Demonstratorbauteilen
• Lokales Verstärken bestehender Strukturen zu belastungsoptimierten Bauteilen oder Preforms
• Qualifizierung und Vergleich von Bauteil- und Laminatqualitäten
• Entwicklung individueller und flexibler Anlagensysteme (Auslegung, Konstruktion, Aufbau, Qualifizierung und Inbetriebnahme individueller Tapelege- und Wickelsysteme)