Fertigen mit schnellem Hub: Verarbeitungskomplex zur Herstellung textilverstärkter Thermoplastbauteile

Dabei kommen verschiedenste Faserverstärkungen wie Kohlenstoff-, Glas- Aramid- und Naturfasern in Kombination mit thermoplastischen Matrixsystemen wie etwa Polypropylen oder Polyamid zum Einsatz. Entsprechend den mechanischen Anforderungen kann hier auf eine Vielzahl von unterschiedlichsten faserverstärkten Halbzeugen zurückgegriffen werden. So werden einerseits geringer beanspruchte Teile mit geschnittenen 10 bis 30 mm langen Stäbchen aus langfaserverstärktem Thermoplast (LFT) und andererseits hoch belastete Bauteile mit textiltechnisch hergestellten Hybridgarn-Preformen sowie mit vorkonfektionierten Halbzeugstrukturen verstärkt.

Die Kerneinheit des Fertigungskomplexes bildet eine 3.000 t Multifunktions-Schnellhub-Presse der Firma Dieffenbacher, die mit Pressentischabmessungen von 3,2 x 2,4 m auch die Fertigung großflächiger Bauteile ermöglicht. Zur Reduzierung der Taktzeiten werden die thermoplastischen Halbzeuge vor dem Formprozess aufgeschmolzen und anschließend in der Presse ausgeformt.

Mit Hilfe eines 1,5 x 1,5 m großen Infrarotstrahlerfeldes der Firma Heraeus Noblelight werden die textilen Thermoplast-Halbzeuge in weniger als zwei Sekunden auf ihre Verarbeitungstemperatur vorgewärmt. Die LFT werden hingegen über eine dem Verarbeitungskomplex angegliederte Plastifiziereinheit mit Einschneckenextruder aufgeschmolzen. Über eine Dosiereinrichtung wird das Granulat aus verstärkten und unverstärkten Komponenten einer rotierenden heißen Extruderschnecke zugeführt. Das aufgeschmolzene LFT-Plastifikat und die unter Infrarot erhitzten textilen Hybrigarn-Halbzeuge werden anschließend sehr schnell in das Werkzeug der Multifunktions-Schnellhub-Presse mit Parallelitätssteuerung eingelegt. Damit ein vorzeitiges Erstarren der Thermoplastmatrix vermieden wird, bevor das Bauteil vollständig ausgeformt ist, muss die Presse mit einer sehr hohen Eilhubgeschwindigkeit von maximal 800 mm/s geschlossen werden. Dadurch können faserverstärkte thermoplastische Bauteile mit einer hohen Reproduzierbarkeit und großer Konturgenauigkeit gefertigt werden.

Weitere Informationen: Anja Schüler (ist auf der Hannover Messe auf ihrem Handy erreichbar) 0160 7373039 oder Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), Tel. +49 351 463-38142, Fax +49 351 463-38143, ilk@ilk.mw.tu-dresden.de