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08. September 2015

Dieffenbacher präsentiert Leichtbau für E-Mobility

Composites Europe 2015
Dieffenbacher Halle 7 Stand D04

Dieffenbacher zeigt auf der Composites Europe 2015 Entwicklungen rund um das Pressen von faserverstärkten Kunststoffbauteilen. Diese Innovationen ermöglichen laut Unternehmen vollautomatische Abläufe, kürzere Zykluszeiten und effizientere Herstellungsprozesse.

Preform-Herstellung für die Massenproduktion von Carbonbauteilen.

Preform-Herstellung für die Massenproduktion von Carbonbauteilen.


Mit der Preform-Technologie von Dieffenbacher sei es erstmalig gelungen, die Herstellung von komplexen trockenen Carbonfaser-Preforms in vollautomatischem Ablauf und mit Zykluszeiten von 90 s, bzw. 40 Preforms pro Stunde, zu erreichen, so das Unternehmen. Dabei werden aus Carbonfasergewebe mehrere individuelle Lagen ausgeschnitten und zu einer endkonturnahen dreidimensionalen Preform drapiert. Die Preform wird im anschließenden HP-RTM-Prozess zum fertigen Bauteil verpresst.

Im Gegensatz zu einem Spannrahmenverfahren bietet diese Preform-Technologie mehrere Vorteile. Durch endkonturnahes Preforming werde deutlich weniger des wertvollen Ausgangmaterials Carbon verbraucht. Außerdem seien sowohl individuell geschnittene Lagen für partielle Verstärkungen innerhalb einer Preform, als auch mehrere Preformen innerhalb eines Zyklus möglich. Die maximale Schnittgröße liegt bei 4 000 mm x 2 500 mm.

Dieffenbacher ist es nach eigenen Angaben gelungen, mit einer Modifikation des HP-RTM-Verfahrens bei der Bauteilfertigung aus Carbon die Taktzeiten weiter zu verkürzen und die Herstellungskosten zu senken. Beim herkömmlichen HP-RTM-Verfahren wird mit einem hohen Druck von bis zu 80 bar das Harz in das komplett geschlossene Werkzeug eingespritzt. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass durch den hohen Druck Beschädigungen der Preform mit Beeinträchtigung der Bauteilqualität entstehen können. In dem neuen Compression-RTM-Verfahren wird mit einem Druck von nur 5 – 10 bar das Harz in das nicht ganz geschlossene Werkzeug gespritzt. Für die Verteilung des Harzes und die Durchdringung der Preform sorgt die Kraft der Presse, die sich nach dem Benetzungsvorgang schließt. Wesentliche Vorteile sind die kürzeren Injektionszeiten sowie die Möglichkeit, mehr Carbonfasern zu verwenden, wodurch das Bauteil eine höhere Festigkeit erhält, so das Unternehmen.

Serienmäßig lassen sich nun kohlefaserverstärkte Teile als Außenhautbauteile herstellen. Möglich macht dies das neu entwickelte Surface-RTM-Verfahren. Ohne aufwendiges, manuelles Nacharbeiten entstehen laut Unternehmen lackierfähige Oberflächen. Zusammen mit weiteren Partnerunternehmen hat Dieffenbacher dieses Verfahren entwickelt und zur Serienreife gebracht. Der Produktionszyklus orientiert sich im ersten Prozessschritt am herkömmlichen RTM-Verfahren. Nachdem das Bauteil im Werkzeug ausgehärtet ist, werden die Werkzeughälften minimal geöffnet. Nun beginnt der zweite Prozessschritt: Das Überspritzen der Oberfläche mit einem Primer. Einfallstellen und andere Oberflächenfehler werden so ausgeglichen und es bildet sich eine lackierfähige Schicht. Soll die Carbonoptik erhalten bleiben, kann in diesem zweiten Prozessschritt auch gleich ein Klarlack eingespritzt werden. Die Qualität sei erstklassig und entspreche den hohen Anforderungen der Automobilindustrie, so das Unternehmen.

Zur Herstellung von Carbonfaserbauteilen mit geringer drei-dimensionaler Komplexität wir das Nasspressverfahren eingesetzt, wie z. B. bei Fahrzeug-Antriebstunnel oder Verstärkungen im Dachbereich, die besonders hohe Belastungen aushalten müssen. Das Nasspressverfahren ist eine wirtschaftlichere Alternative zum mittlerweile etablierten HP-RTM-Verfahren, mit einer einfacher gehaltenen Prozesskette. Bei diesem Verfahren handelt es sich um einen offenen duroplastischen Prozess, in dem das Bauteil in der Presse unter Druck und Temperatur ausgehärtet wird.

Mit der Dieffenbacher Fertigungslinie für Hybridbauteile lassen sich unterschiedliche Werkstoffe miteinander kombinieren. Das können verschiedene faserverstärkte Kunststoffe oder die Verbindung von Metall und Kunststoff sein. Mit dieser Technologie können Bauteile gezielt verstärkt werden. Damit können hohe Festigkeiten bei reduziertem Gewicht erreicht und Materialkosten eingespart werden.

Beim Tailored LFT-D-Verfahren werden in Kombination mit dem LFT-D-Werkstoff zusätzliche lokale Verstärkungsmaterialien dort im Bauteil platziert, wo erhöhte Anforderungen an Steifigkeit erforderlich sind, so das Unternehmen. Für die Umsetzung dieser Prozesse bietet Dieffenbacher die Fiberforge Relay Station an. Hier wird parallel zur LFT-D Anlage ein Tape-Fiber-Placement geschaltet. Die unidirektionalen Fasertapes bestehen als Glas- oder Carbonfaser und sind in eine thermoplastische Matrix eingebettet. Sie kommen als Rollenware zum Einsatz. Der gesamte Prozess zur Verarbeitung ist vollautomatisiert in die LFT-D-Anlagentechnik integriert.

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