Der Aufwand ist gar nicht so hoch, um Hightech-Kunststoffteile zu produzieren. Der Spritzgießer legt dazu maßgeschneiderte Faserverstärkungen von A+Composites ins Werkzeug ein. ❧ Olaf Stauß
In puncto Leichtigkeit und Steifigkeit sind Composites kaum zu übertreffen. Beim Herstellaufwand aber schon. Um beides zusammen zu bringen – die Materialperformance von Composites und die Effizienz des Spritzgießens – hat sich Dr. Markus Brzeski vor zwei Jahren mit der A+Composites GmbH selbstständig gemacht.
Das Start-up des Instituts für Verbundwerkstoffe (IVW) an der TU Kaiserslautern produziert heute mit elf Mitarbeitern kundenindividuelle und bereits imprägnierte Faserverstärkungen, die Spritzgießer in ihr Werkzeug einlegen. Dort werden sie mit Vakuum fixiert und wie gewohnt umspritzt. So holt sich der Kunststoffverarbeiter die Composites selbst und ihre Performance ins Spritzgussteil – jedoch mit vergleichsweise wenig Aufwand.
Der Clou dabei ist, dass es sich um maßgeschneiderte Verstärkungen mit lastoptimierten Strukturen und Faserrichtungen handelt. Anstatt etwa eines mehr oder weniger isotropischen Organobleches produziert A+Composites eine Isogridstruktur, die sehr komplexe Formen annehmen kann und auf das Lastprofil abgestimmt ist. Aber auch dieser Herstellaufwand, so betont Brzeski, hält sich in Grenzen. Es brauche dafür keine Presse. Fasern und Kunststoff würden selektiv erwärmt. Die thermoplastischen Isogridstrukturen entstünden in einem maschinell überschaubaren Prozess durch eine Art Tapelegen.
Der Effekt jedoch ist groß: Die maßgefertigten Teile sind extrem leicht, stabil und durch den minimierten Materialeinsatz auch günstig. Faser- und Matrixmaterial werden meist spezifisch aufeinander abgestimmt. Die Abmessungen der Verstärkungsstrukturen reichen von DIN-A5-Blattgröße bis hin zu 3 x 3 m² – die Spritzguss-Teile dürfen also ausladend sein.
Geeignet für alle Spritzgießprozesse – auch bei sehr großen Bauteilen
Die Technologie eignet sich prinzipiell für alle Spritzgießprozesse. Bisher wichtige Kunden von A+Composites sind die Logistik (Transportboxen), der Automobilbau (keine Großserien) und die Medizintechnik. „Mädchen, die Skoliose haben, brauchen in der Wachstumsphase häufig ein Korsett, um die Wirbelsäule zu begradigen“, nennt Dr. Brzeski ein Beispiel – hier spielt die Technik ihre Stärken aus.
Orthesen und Korsetts lassen sich extrem leicht bauen, mit einstellbarer Steifigkeit in jeder Richtung und dennoch mit hoher Flexibilität. Sie lassen sich direkt bei den Kunden nachverformen und reduzieren den erforderlichen Hautkontakt um bis zu 50 %. Allein dieses Beispiel macht die Möglichkeiten der individualisierten Gestaltung deutlich.
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