Die Reifenhäuser Reicofil, Anbieter von Spinnvliesanlagen, entwickelt einen neuen faserverstärkten Kunststoff und das entsprechende Verfahren zu dessen Herstellung. Das neue Halbzeug setzt als erstes Leichtbaumaterial im Markt auf die Kombination […]
Neuer, aufrollbarer faserverstärkter Kunststoff mit Vliesstoff (Foto: Reifenhäuser)
Die Reifenhäuser Reicofil, Anbieter von Spinnvliesanlagen, entwickelt einen neuen faserverstärkten Kunststoff und das entsprechende Verfahren zu dessen Herstellung. Das neue Halbzeug setzt als erstes Leichtbaumaterial im Markt auf die Kombination von Verstärkungsfaser und Vliesstoff. In Versuchen bei der RWTH Aachen, in denen das neue Halbzeug direkt mit dem heutigen Marktstandard im Automobilbau und Flugzeugbau, den Organoblechen, verglichen wurde, punktete das neue Material sowohl beim Herstellungsprozess als auch bei den Produkteigenschaften. Der neue Faserverbundwerkstoff und das neue Herstellverfahren werden der Öffentlichkeit erstmals auf der K 2013 vorgestellt.
Organobleche gehören zu den Faserverbundleichtbauteilen mit thermoplastischer Matrix. Der plattenförmige Faserverbund-werkstoff aus Fasergeweben oder Fasergelegen ist in eine thermoplastische Kunststoffmatrix eingebettet, für die in der Regel eine Kunststofffolie genutzt wird. Die einzelnen Schichten aus Folie und Verstärkungsfaser werden durch Hitze und Druck konsolidiert und kühlen anschließend zu Organoblechen ab. Durch erneutes Erhitzen können die Platten zu fertigen Bauteilen umgeformt werden.
Die Reifenhäuser Reicofil nutzt anstelle der Folie für die thermo-plastische Matrix erstmals Vliesstoff und schafft damit ein neues Halbzeug, bei dessen Herstellung ein kompletter Produktionsschritt entfällt. Das neue Material liefert außerdem Antworten auf einige bisher ungelöste Probleme bei Organoblechen.
Die Produktion der thermoplastischen Matrix (Vliesstoff) und deren Schichtung mit der Verstärkungsfaser erfolgt bei der Herstellung des neuen Halbzeugs inline in einem Produktionsschritt. Anders als bei Organoblechen werden die Schichten nicht direkt konsolidiert, sondern als aneinander haftende, noch flexible Schichten auf Rollen aufgewickelt. Die Konsolidierung der Schichten und die Umformung zum Leichtbauteil erfolgen anschließend wieder in einem einzigen Schritt. Durch die Zusammenfassung einzelner Produktionsschritte muss weniger geheizt und gekühlt werden. Die Entwickler rechnen mit positiven Auswirkungen auf die Energieeffizienz des Gesamtprozesses. Das neue Halbzeug könnte außerdem in größeren Breiten bis ca. 3 m und endlos lang produziert werden. Organobleche sind auf Breiten von ca. 1,3 m beschränkt.
Der Einsatz von Vlies wirkt sich nicht nur auf die Herstellung, sondern auch auf die Produkteigenschaften positiv aus: Gerade beim Konsolidieren, also dem Verpressen der einzelnen Schichten, zeigt Vlies klare Vorteile gegenüber Folie. Versuche haben gezeigt, dass sich die Schmelze gleichmäßiger zwischen der Verstärkungsfaser verteilt. Beim Verpressen entstehen außerdem keine Fehlstellen mehr, weil die Luft durch das Vlies entweichen kann. Beim Verpressen von Folie kommt es häufig zu Lufteinschlüssen, die im fertigen Bauteil die Festigkeiten verringern.
Bei der Weiterverarbeitung zum fertigen Bauteil punktet das Organovlies durch seine gute Drapierbarkeit. In Versuchen konnten auch extreme Winkel und Details gut geformt werden. Bisher wurde die Umformung zwar nur an kleinern Bauteilen bis zu einer Größe von 200 mm x 200 mm getestet. Die Entwickler gehen aber davon aus, dass sich die Ergebnisse auf größere Teile übertragen lassen. Für ausführlichere Tests und die Weiterentwicklung der Technologie zur Marktreife suchen die Entwickler der Reifenhäuser Reicofil derzeit Partner aus der Industrie. Gemeinsam soll auch untersucht werden, welche neuen Leichtbaumärkte das neue Halbzeug und das neue Herstellverfahren eröffnen können.
