Die Situation
Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind deutlich leichter als beispielsweise Metall. Viele Produkte, wie zum Beispiel Bauteile für Fahrzeuge, Industrieroboter oder medizinische Prothesen profitieren davon - sie sind leichter und günstiger. Und je dünner die einzelnen Faserlagen sind, desto mehr Gewicht lässt sich natürlich sparen – sogenannte Thin-Ply-Composites sind eine vielversprechende Lösung. Die Technologie ermöglicht aufgrund eines einzigartigen Faserausbreitungsprozesses ein viel gleichmäßigeres Laminat, in dem Fasern und Harz wesentlich besser verteilt sind und das weit weniger Hohlräume aufweist. Dadurch ergeben sich gegenüber konventionellen FVK bessere mechanische Eigenschaften, wodurch der Materialeinsatz noch weiter minimiert werden kann. KMU können mit einer Ersparnis von circa 20 Prozent rechnen. Allerdings müssen die verfügbaren Halbzeuge für die Herstellung der Thin-Ply-Composites während der Fertigung noch zusätzlich im Autoklaven nachbearbeitet werden, was die Kosten in die Höhe treibt. Sogenannte binderfixierte Verstärkungsfaser-Tapes sind eine kostengünstige Alternative, um Halbzeuge zu produzieren, die nicht diesen teuren Prozess durchlaufen müssen. Für deren Herstellung fehlt jedoch bislang die Expertise in den deutschen KMU.
Das Projekt
Diese Lücke hat ein Aachener Forscherteam nun geschlossen. Um die Potenziale der Thin-Ply-Technologie vollständig auszunutzen, hat das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University binderfixierte Tapes mit geringen Flächengewichten von nur etwa 50 bis 80 Gramm pro Quadratmeter entwickelt und deren Weiterverarbeitung untersucht. Erstmals haben die Wissenschaftler die Zusammenhänge zwischen Faserflächengewicht, Binderauftragsart, Bindermaterial und Binderauftragsmenge und deren Auswirkungen auf die mechanischen Verbundeigenschaften untersucht. Sie haben auch die wirtschaftlichen Aspekte bei der Tape-Herstellung und der Weiterverarbeitung ins Auge gefasst und Potenziale für die Kostenreduktion identifiziert.
Der Nutzen für den Mittelstand
Die Projektergebnisse liefern damit eine umfangreiche Datenbasis für die Herstellung und Weiterverarbeitung der Tapes. Die Hürden, die Thin-Ply-Technologie in ihrem Unternehmen einzuführen, wird damit für kleine und mittelständische KMU stark gesenkt. Dadurch vergrößert sich auch der Absatzmarkt für Betriebe, die die notwendige Anlagentechnik zur Tape-Herstellung oder zum Tape-Legen liefern.
Ansprechpartner
Philipp Quenzel
philipp.quenzel@ita.rwth-aachen.de
+49 241 80 23444
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 20147 N.