AdaptiveS

Für die Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) existieren zahlreiche statische und kontinuierliche Prozessvarianten. Bezogen auf die Verbundqualität müssen sich diese Technologien nach wie vor an der Fertigung in einem Autoklav messen lassen. Dort werden durch die Kombination aus Vakuum und Überdruck höchste Bauteil- bzw. Halbzeug-Qualitäten erreicht. Der große Nachteil bei der Fertigung im Autoklav liegt in den vergleichsweise langen Zykluszeiten und dem hohen energetischen Aufwand. Zudem müssen für große Verbundstrukturen entsprechend große Anlagen betrieben werden, welche die Fertigungskosten in die Höhe treiben. Um der Nachfrage nach entsprechenden FKV-Halbzeugen und -Bauteilen gerecht zu werden und deren Marktakzeptanz zu erhöhen, müssen ökologisch und ökonomisch effiziente Prozesse mit hoher Variabilität entwickelt und etabliert werden.

Gemeinsam mit dem Projektpartner Fotoverbundglas Marl GmbH (FVG Marl) entwickelt die Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW) im Projekt AdaptiveS eine neuartige Fertigungseinheit zur Herstellung von FKV. Diese Einheit basiert auf der LamiPress®-Technologie, die von FVG Marl als Spezialist für Verbundglasproduktion entwickelt und seit 2010 vertrieben wird. Im Rahmen des Projekts wird die Anlagentechnik für die Anforderungen an die FKV-Herstellung weiterentwickelt, um Temperaturen von mind. 250 °C und Drücke von mind. 3 bar zu erreichen. Die neuentwickelte Fertigungszelle wird auf eine Presstischgröße von 1,5 m x 1,5 m ausgelegt und ermöglicht somit die Herstellung großflächiger FKV-Strukturen. Neben der Imprägnierung von trockenen Faserstrukturen steht die Konsolidierung von Tapepreforms im Vordergrund der Entwicklung. Hierbei wird es möglich sein, nicht nur ebene, sondern auch dickenvariable FKV-Strukturen herzustellen. Die Vorteile der Technologie liegen in einem relativ geringen Investitionsvolumen sowie ihrer Modularität, die es erlaubt, auch Anlagen in Größen von bis zu 3 m x 8 m aufzubauen. Neben der physischen Anlagenentwicklung wird im Projekt ein entsprechendes Prozessmodell erarbeitet, um Prozessparameter vorab zu bestimmen und die Effizienz der Verarbeitung zu maximieren.

Im Projektverlauf wurden bislang mehrere Faser- und Polymermaterialien charakterisiert, um entsprechende Inputparameter für das Prozessmodell zu erhalten. Die Fertigungszelle wurde auf Basis einer Auslegung konstruiert und befindet sich derzeit im Aufbau. Die weiteren Projektarbeiten umfassen die ausgiebige Erprobung der aufgebauten Anlage sowie die Finalisierung und Validierung des Prozessmodells.