Cannon Tipos und Coriolis Composites haben gemeinsam einen Fertigungsprozess entwickelt, der aus einem endkonturnahen trockenen Preform als Halbzeug ein komplexes carbonfaserverstärktes (CFRP) Verbundbauteil entstehen lässt. Wesentliche Bestandteile des Prozesses sind das Hochdruck-Harzinjektionsverfahrens (High-Pressure Resin Transfer Molding, HPRTM) und die automatisierte Faserpositionierung (AFP) von Coriolis. Das aus der Kooperation entstandene Bauteil befindet sich aktuell in der Eignungsprüfung zur Serienfertigung. Es erreicht eine Zykluszeit von 20 s und zeigt eine den Anforderungen entsprechende mechanische Leistungsfähigkeit, ist aber bis zu 80 Prozent leichter.
Coriolis Composites hat ein spezielles Verfahren zur Fertigung trockener, funktionalisierter Preforms für Verbundwerkstoffteile entwickelt, wie sie zur lokalen Verstärkung von Strukturen in mehreren Branchen, vor allem in der Luft- und Raumfahrt- sowie in der Automobilindustrie, eingesetzt werden. Das Unternehmen stellt Anlagen für das Automated Fibre Placement (AFP) her, durch die Endlos- oder Stapelfasern selbst bei komplexen geometrischen Oberflächen in verschiedenen Ausrichtungen positioniert werden können und die gleichzeitig den Materialverschnitt auf ein Minimum reduzieren.
„Erst in den letzten zehn Jahren sind fortschrittliche, kostengünstige Preform Technologien entstanden, die die manuelle und arbeitsintensive Ausrichtung mehrerer Preforms in HPRTM-Werkzeugen ersetzen. Der durch das AFP-Verfahren von Coriolis hergestellte endkonturnahe trockene Preform, unser spiegelpoliertes Werkzeug sowie unsere Hochdruck-Misch- und Dosiermaschinen trugen gemeinsam dazu bei, das Konzept eines komplex strukturierten Rohbauteils mit nur einem einzigen Preform zu realisieren, der schnell und einfach bei hoher Produktivität und nachhaltiger Kosteneffizienz gefertigt wird.“
Andrea Castelnovo, Technologie- und F&E-Leiter bei Cannon Tipos
Der trockene AFP 2D-Preform besteht aus einem optimierten Fasergelege unidirektional (UD) orientierter Carbonfasern mit 280 g/m² Fasergewicht pro Schicht und 55 Prozent Faservolumenanteil. Genutzt wird eine spezielle Bindemitteltechnologie zur Injektion mit einem schnell härtenden, kompatiblen Epoxidharzsystem. Eine verbesserte Formbarkeit, Faserdurchtränkung und Trimmbarkeit (im 3D-Wasserstrahlverfahren) des Preforms, um eine endkonturnahe Geometrie zu erhalten, kann den Gesamtausschuss um bis zu 50 Prozent reduzieren.
Das Stahlwerkzeug von Cannon Tipos wurde für Drücke bis 120 bar konstruiert. Die minimierte Mikroporosität stellt bei einer konstanten Temperatur mit einer Abweichung von maximal 2 °C die optimale Reaktion des Harzes mit dem Härter sicher. Darüber hinaus sollte bei minimalem Gegendruck während der Injektionsphase die Vakuumzeit maximiert werden, um Auswaschverluste und Luftblasen zu vermeiden. Dank der hochglanzpolierten Kavitäten in Verbindung mit der Preformtechnologie von Coriolis bekommen die Bauteile eine besonders gute Oberflächenqualität.
Bild oben: Cannon Tipos und Coriolis Composites bündeln technologisches Know-how zur Fertigung eines komplexen Fahrzeug-Strukturbauteils mit einem einzigen Preform. (Quelle: Cannon Gruppe)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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