Faserverstärkte PUR-Bauteile in nur fünf Minuten

Dieser vollautomatisierte Fertigungsprozess soll zum großserientauglichen Verfahren geführt werden. Gefördert wird das Projekt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in der Forschergruppe 860 „Neue Prozessketten für endlosfaserverstärkte Kunststoffbauteile: Integration von Preformen, Imprägnieren, Formen und Vernetzen“.

Als Matrixwerkstoff dienen kompakte Polyurethane mit einer sehr großen Bandbreite an Eigenschaften. Ihre Reaktionskinetik lässt sich in weiten Bereichen einstellen.

Zur Herstellung werden textile Halbzeuge mit gerichteten, nicht kompaktierten Endlosfasern mittels Sprühtechnik imprägniert. Als Matrixmaterial dient ein nicht-schäumendes PUR des Typs „Baypreg“ der Bayer MaterialScience AG, Leverkusen. Dazu wurde im IKV-Technikum für faserverstärkte Kunststoffe, mit Unterstützung der KraussMaffei Technologies GmbH, München, ein Polyurethansprühzentrum aufgebaut.

Die Vorimprägnierung der trockenen Preforms und der Matrixauftrag erfolgen auf einem vakuumunterstützten Imprägnierwerkzeug in 30 s. In einem neuen Presswerkzeug werden die imprägnierten textilen Halbzeuge vollständig konsolidiert und vernetzt. Es wird bei 100 °C isotherm betrieben und ermöglicht es, überschüssiges Harz in geregelte Nebenkavitäten abzuströmen. Durch die Kombination von Sprühprozess und angepasster Presstechnik können Teile mit Abmessungen von 500 x 500 x 3 mm3 und einem Faservolumengehalt über 50 % in weniger als 5 min hergestellt werden. Die ursprünglich angestrebte Prozesszeit von 10 min wird damit mehr als halbiert und soll durch Anpassen der chemischen Zusammensetzung des Polyurethans weiter reduziert werden. os