Stackaufbauten für Nasspressprozesse unter Einbeziehung von rCF-Matten
Projektleiter: Gerald Ortlepp
Projektnummer: BMWi / INNO-KOM, MF 150136
Laufzeit: 01. 04. 2016 – 30. 09. 2018
Aufgabenstellung
Ziel des Forschungsprojektes war es, die positiven Eigenschaften von Vliesstoffen aus Carbonrecyclingfasern mit den positiven Eigenschaften von Multiaxialgelegen im Sinne der Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten des kostengünstigen Nasspressens zu kombinieren. Die Vliesstoffe sollen dabei als innovative Stackfixierung die Drapierbarkeit des gesamten Stacks verbessern und zu einem höheren Umformverhalten beitragen. Die in den Stackaufbau integrierten Bi- oder Multiaxialgelege aus Endlos-CF führen zu hohen mechanischen Kennwerten, welche allein mit Vliesen aus Recyclingmaterial nicht erreichbar sind.
Ergebnisse
Im Rahmen der Projektarbeiten konnte nachgewiesen werden, dass carbonfaserhaltige Vliesstoffauflagen als Alternative zur bisher eingesetzten Bepulverung auf CF-Gelegen das Stacken im Faserverbundprozess vereinfachen können. Dabei zeigte es sich, dass mit dünnen rCF-Vliesstoffen im Flächenmassebereich von 100 – 250 g/m² als Auflage auf den Stackaufbau und einer anschließenden reinen mechanischen Vernadelung ähnlich gute Lagenzusammenhalte erreicht werden können wie mit klassisch bepulverten Gelegen. Es wurde nachgewiesen, dass der Nadelvorgang die Tränkbarkeit des Stacks deutlich verbessert und die Nadelung so gestaltet werden kann, dass die mechanische Verstärkungswirkung derart gefügter Stacks nicht beeinträchtigt ist.
Anwendung
Im Vergleich zum Stacken mit bepulverten Gelegelagen können mit diesem Verfahren der Bepulverungsprozess sowie zwei thermische Prozessschritte eingespart werden.
Für eine Industrialisierung des Prozesses können die marktverfügbare Vernadelungstechnik aus der Vliesstoffbranche und die rCF-Mattenfertigung genutzt werden. Aufgrund der vereinfachten Prozesskette ist das Nasspressverfahren eine wirtschaftlichere Alternative zum etablierten HP-RTM Verfahren. Das im FuE-Projekt konzipierte Prinzip zum Fügen von textilen Verstärkungsfaserlagen mittels Nadelung lässt sich neben den im Projekt untersuchten CF-UD-Gelegen auf weitere Halbzeugformen wie Bi- und Multiaxialgelege sowie Gewebe anwenden. Eine erweiterte Nutzung für CF-fremde Verstärkungsstrukturen beispielsweise auf GF-Basis sowie der Einsatz carbonfaserfremder Vliesstoffauflagen sind denkbar.