Thermoforming von FVK-Organoblechen und Rohren

Das Thermoformen von Organoblechen ist eine Schlüsseltechnologie zur großserientauglichen Verarbeitung von Faserverbundkunststoffen (FVK), bei der endlosfaserverstärkte, thermoplastische Halbzeuge unter Wärmezufuhr zu Strukturbauteilen und Freiformflächen umgeformt werden. Vorteile des multifunktionalen Thermoformens sind kurze Zykluszeiten von weniger als einer Minute, eine vollständige Automatisierbarkeit, eine wirtschaftliche Serienfertigung und ein sehr geringer Werkzeugverschleiß.

Umformen lokal verstärkter Organobleche und Rohre

Um Material einzusparen ohne an Stabilität einzubüßen, könne Organobleche, aber auch FVK-Rohre, lokal verstärkt und zu komplexen Bauteilen umgeformt werden. Doch das heterogene Material sowie die verschiedenen Faserorientierungen führen zu unterschiedlichen Materialeigenschaften der Halbzeuge und stellen Hersteller vor besondere Herausforderungen. Das Fraunhofer IPT hat sich darauf spezialisiert lokal verstärkte FVK-Halbzeuge aus unidirektionalen Tape zu fertigen und im Thermoforming-Verfahren umzuformen.

Hybridbauteile und Integration von Funktionselementen

Darüber hinaus können beim Thermoforming Hybridbauteile vorbereitet werden. Hauptzeitparallel und zeitgleich zum Umformprozess werden Funktionselemente wie metallische Inserts oder Inlays in das Bauteil integriert, die beispielsweise für die Verbundtechnik verwendet werden können. So wird das Bauteil nicht durch nachträglich angebrachte Funktionselemente geschädigt und eine hohe Verbindungsfähigkeit entsteht. Auf nachgelagerte Prozessschritte kann damit verzichtet werden.

Unsere Leistungen im Überblick

• Fertigung von Prototypen und Demonstratorbauteilen
• Umformen von Halbzeugen
• Kombiniertes Fügen und Umformen
• Prozessauslegung, material- und bauteilbezogene Prozessoptimierung
• Fertigung belastungsoptimierter Strukturen und individueller Organobleche
• Erstellung und Umsetzung von Konzepten zur Funktionalisierung
• Entwurf von Inserts und Inlays für die Integration während des Umformens
• Konstruktion, Auslegung und Fertigung von Umformwerkzeugen
• Entwicklung von Anlagentechnik und Systemintegration in bestehende Pressensysteme

Die Produktion einer Fan Blade umfasst vier Fertigungsschritte: Tapelegen, Thermoformen, Konsolidieren, Finsishing. Die gesamte Fertigungskette haben wir in Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten optimiert und auf die industriellen Bedarfe abgestimmt.