CarboSteer

Das Ziel ist die Vermeidung des Downcyclings durch typgerechte Verarbeitung und gezielte Anwendung der Langfasern.

Im Forschungsprojekt „CarboSteer“ wird in Kooperation mit dem Sondermaschinenhersteller Automation Steeg und Hoffmeyer GmbH ein Prozess zur effektiven Wiederverwertung von Kohlenstofffasern entwickelt. Das Ziel ist die Vermeidung des Downcyclings durch typgerechte Verarbeitung und gezielte Anwendung der Langfasern. Das Ausgangsmaterial ist ein Stapelfaserband, das zu bestimmten Anteilen aus Kohlenstofffasern und Kunststofffasern besteht.In einem ersten Schritt wird dieses Band durch Wärmeeinbringung im vollautomatisierten Kalandrierprozess am IVW zu Tapes verarbeitet. Durch gezielte Verstreckung der Faserbänder werden die Einzelfasern im dabei entstehenden Halbzeug gerichtet. Im Tapelegeprozess werden diese zu einer Tape-Preform weiterverarbeitet. Durch die Lastpfadabbildung mit den gerichteten Stapelfasern werden die mechanischen Eigenschaften der späteren Bauteile gegenüber der quasi-isotropen Faserorientierung drastisch gesteigert, wodurch letztendlich Material eingespart werden kann. Der Materialeinsatz erfolgt gemäß dem Kredo „so wenig wie möglich, so viel wie nötig“. Im Gegensatz zu Endlosfasern erlauben Stapelfasern ein quasi-plastisches Verformungsverhalten, was die neutrale Faser verschieben lässt. Eigenspannungen in der Tape-Preform können so bei komplexen Legepfaden reduziert werden. Im letzten Verarbeitungsschritt werden die Tape-Preforms im Thermoformverfahren in die finale Geometrie überführt. Der raschen Abkühlung geschuldet entstehen Taktzeiten von wenigen Minuten, weshalb diese Prozessroute nicht nur für Kleinstserien geeignet ist. Das Ziel des Forschungsprojekts ist die effektive Wiederverwertung von Kohlenstofffasern im Prozessverbund Tapelegen-Thermoformen. Zur Umsetzung des Vorhabens wird ein Endeffektor zur automatisierten Ablage von Stapelfasertapes entwickelt.

• Automation Steeg und Hoffmeyer GmbH