Projekt Langfaser-Technologie mit der Initiative thermoPRE® der TU Chemnitz
Die vom regionalen Wachstumskern thermoPRE® entwickelte Musteranlage zur Herstellung faserverstärkter thermoplastischer Prepregs geht in die Erprobungsphase
Das Jahr 2015 wird für das Bündnis thermoPre® in der Region Chemnitz ein ganz entscheidendes: bis Ende 2015 wird ein neuartiges Technologiekonzept zur Faserdirektimprägnierung in Betrieb genommen. In einem dreijährigen Forschungsprojekt (Wachstumskern thermoPre®) wurde sich zum Ziel gesetzt, die neue Technologieplattform umzusetzen. Diese ist gekennzeichnet durch die Zusammenfassung der Prozessstufen Bereitstellung der textilen Verstärkungsstrukturen, Compoundierung/Modifizierung der thermoplastischen Matrix, Imprägnierung/Konsolidierung, Konfektionierung und Handhabung der thermoplastischen Prepregs in einem einstufigen Direktverarbeitungssystem.
Durch interdisziplinäre Know-how-Bündelung aus den Bereichen Maschinen- und Anlagenbau, Werkzeug- und Formenbau, Kunststoffverarbeitung sowie Textil- und Werkstofftechnik, wurde die neue thermoplastische Preformtechnologie entwickelt, die eine wesentlich kostengünstigere Herstellung von hochleistungsfähigen Faserverbunden garantiert. Die theoretischen Grundlagen für die Entwicklung einer solchen Technologie wurden an der Technischen Universität Chemnitz geschaffen.
Durch die Initiative
der Universität, Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung,
entstand ein breites Bündnis aus Vertretern von Wirtschaft und Wissenschaft, bestehend
aus 19 Unternehmen und 3 Forschungseinrichtungen. Die gemeinsame Forschung im
Wachstumskern thermoPre ® konzentriert
sich vor allem auf die Vereinigung von bisher völlig getrennt voneinander ablaufenden
Prozessstufen zu einer kontinuierlich arbeitenden einstufigen Direktverarbeitungsanlage.
Die zentrale verfahrenstechnische Aufgabe besteht dabei in der Realisierung der Verfahrensstufe Imprägnierung mit dem Ziel, der vollständigen Durchdringung sowie der Einstellung produkt- und anwendungsspezifischer Imprägnierqualitäten. In der prototypischen Startphase können folgende Parameter abgebildet werden: 400 mm Arbeitsbreite, unterschiedliche Matrixsysteme, Materialdicke von 0,18 bis 3 mm, durchgängiges Konzept vom Roving über Faserspreizung bis zum lastgerechten Contitaping.
Mit dem neuen Material thermoPre® sind Anwendungen in allen Industriebereichen denkbar; sie reichen von crash- relevanten Bauteilen in der Automobilindustrie, über Baugruppen für Windenergieanlagen bis zu Innenver- kleidungskomponenten im Schienenfahrzeugbau. Speziell im Fahrzeugbau kommt es auf hohe Stabilität bei starken Belastungen und möglichst wenig Gewicht an. Ein Beispiel stellt der Motorträger des VW e-Golf dar, bei dem im Vergleich zum Realbauteil aus Aluminiumdruckguss und Stahlblech, eine Gewichtsreduzierung von 35% und eine Kosteneinsparung von ca. 30% erreicht werden konnte.
Die Initiative thermoPre® ist die Schnittstelle zum Projekt Langfaser-Technologie mit Hochleistungscompounds, zu dem die TU Chemnitz und die TER Plastics POLYMER GROUP ein Kooperationsabkommen abgeschlossen haben. Da die Anforderungen an die Technologie bis zur Strangformung bei den Compounds sehr ähnlich sind zu den Anforderungen an die bei thermoPre eingesetzte Technologie, können über eine Kooperation zwischen der TU Chemnitz und der TER Plastics POLYMER GROUP Know-How gebündelt und Synergien genutzt werden. Zukünftig soll ein Teil der Produkt-Vorentwicklung von TER Plastics für anspruchsvolle LFT-Produkte in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Strukturleichtbau der TU Chemnitz durchgeführt werden. Nicht zuletzt wird dadurch auch ein fließender Übergang von LFT-Granulaten zur Herstellung von Tapes beschleunigt.
Autor:
thermoPre®
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