Die Situation
Faser-Metall-Laminate (FML) bestehen aus einem Schichtaufbau dünner Metallfolien und faserverstärkter Kunststofflagen. Die Kombination dieser beiden unterschiedlichen Werkstoffe macht das Hybridmaterial tolerant gegenüber Schlag- und Impact-Beanspruchung. Bisher war die Herstellung von FML allerdings relativ teuer.
Deshalb wurde jetzt ein Produktionsverfahren entwickelt, das deutlich kostengünstiger ist. Damit werden die Einsatzgebiete der FML stark erweitert – etwa für den Automobilbau oder Logistik-Anwendungen. Bei dem neuen Verfahren werden FML aus vernähten Halbzeugen im Vakuuminfusionsverfahren hergestellt.
Das Projekt
Im Projekt wurden zunächst mithilfe von industriellen Stickmaschinen Möglichkeiten untersucht, die Metallfolien und Glasfasergelege zu einem einfach handhabbaren Halbzeug zu vernähen. Folien aus unlegiertem Stahl (DC04) mit einer Dicke von 0,1 Millimetern konnten direkt mit der Nähnadel durchstochen und mit dem textilen Halbzeug vernäht werden. Hingegen mussten solche aus einer Aluminiumlegierung (EN AW 2024) mit einer Dicke von 0,4 Millimetern vor der Verarbeitung perforiert und anschließend auf der Stickmaschine positioniert werden.
Nach dem Vernähen wurden die hergestellten Hybrid-Halbzeuge im Vakuuminfusionsverfahren mit der Epoxidharzmatrix durchtränkt und ausgehärtet. Wie sich zeigte, wird durch das Vernähen die Anbindung der einzelnen Lagen aneinander verstärkt.
Der Nutzen für den Mittelstand
Die Herstellung von Faser-Metall-Halbzeugen im textilen Prozess führt zu einer Verschiebung der Wertschöpfung von der Bauteil- zur Halbzeugherstellung um rund 30 Prozent.
Viele der Unternehmen, die in Deutschland technische Textilien herstellen, sind KMU. Diese können die im textilen Prozess hergestellten Faser-Metall-Halbzeuge künftig in ihr Portfolio aufnehmen und dadurch neue Abnehmer gewinnen.
Bei der Herstellung von FML im Infusionsverfahren wird auch auf den Einsatz eines Autoklaven sowie auf gekühlt zu lagernde Prepreg-Materialien verzichtet. Das ist ein weiterer Vorteil für KMU, denn es kann auf große Investitionen für entsprechende Anlagen verzichtet werden.
Ansprechpartner
Sabrina Jenkel
jenkel@faserinstitut.de
+49 421 218 59660
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)" 19300 N.