MASSGESCHNEIDERTE
CARBON-STRUKTURBAUTEILE
TAILORED FIBER PLACEMENT (TFP)
Kosten und Gewicht von Kohlenstofffaser-Bauteilen durch gezielte,
automatisierte Verlegung von Carbon-Endlosfaser senken.
DEN RTM-PROZESS IM GRIFF
Wir haben das Druck-Harzinjektionsverfahren RTM
(Resin Transfer Moulding) zur Perfektion entwickelt.
Heute denken wir einen Schritt weiter.
Das RTM-Verfahren auf Basis von Kohlenstofffaser-
Halbzeugen lässt sich wirtschaftlich sehr gut für
einfache oder nichttragende Bauteile umsetzen.
Die Herstellung komplexer Strukturbauteile gestaltet
sich jedoch aufwendig. Sobald es um tragende Bauteile
geht, müssen die Fasergewebe beziehungsweise
-gelege zugeschnitten, einzeln eingelegt und geschichtet
werden. Neben hohem manuellen Arbeitsaufwand
beim Einlegen in die RTM-Form bedeutet dies rund
30 bis 40 Prozent Verschnitt des teuren Halbzeugs
und Festigkeitsverluste an Schnittkanten und
Faserenden im fertigen Bauteil.
VORTEILE:
• Automatisierte Verarbeitung von Carbon-Endlosfaser
für ein bislang unerreichtes Verhältnis von Preis,
Festigkeit und Gewicht
• Gezielte Materialverstärkung mittels im Kraftfluss
verlegtem Roving
• Funktionsintegration mithilfe von Schaumeinlagen
(Sandwich-Bauweise)
• Wirtschaftliche CNC-Sticktechnik für reproduzierbare
Bauteil-Eigenschaften
• Verzicht auf teure verschnittbehaftete Carbonfaser-
Halbzeuge, um 60 bis 70 % verringerte Rohstoffkosten
• Extrem reduzierte Einlegezeit im RTM-Prozess für
minimierte Fertigungskosten
• Große Freiform- und Strukturbauteile in exzellenter
Oberflächengüte umsetzbar
für ein bislang unerreichtes Verhältnis von Preis,
Festigkeit und Gewicht
• Gezielte Materialverstärkung mittels im Kraftfluss
verlegtem Roving
• Funktionsintegration mithilfe von Schaumeinlagen
(Sandwich-Bauweise)
• Wirtschaftliche CNC-Sticktechnik für reproduzierbare
Bauteil-Eigenschaften
• Verzicht auf teure verschnittbehaftete Carbonfaser-
Halbzeuge, um 60 bis 70 % verringerte Rohstoffkosten
• Extrem reduzierte Einlegezeit im RTM-Prozess für
minimierte Fertigungskosten
• Große Freiform- und Strukturbauteile in exzellenter
Oberflächengüte umsetzbar
FORSCHUNGSAUFTRAG:
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
fördert die Weiterentwicklung des dargestellten Fertigungs
-prozesses durch die Joachim Keim GmbH. Ziel des
Projektes ist, das Verhältnis von Festigkeit zum Gewicht
von Strukturbauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten
Kunststoffwesentlich zu verbessern.
Die Joachim Keim GmbH plant gleichzeitig eine Kosten-
reduktion von mindestens einem Drittel gegenüber bislang
eingesetzten Verfahren und bereitet Stick-Prozess sowie
angepasstes RTM-Verfahren für den Serieneinsatz vor.
Erste Projekte mit der Industrie sind in der Planung.
Das gesamte Projektvolumen beläuft sich auf 620.000 Euro,
wobei das BMBF 370.000 Euro zusteuert.
fördert die Weiterentwicklung des dargestellten Fertigungs
-prozesses durch die Joachim Keim GmbH. Ziel des
Projektes ist, das Verhältnis von Festigkeit zum Gewicht
von Strukturbauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten
Kunststoffwesentlich zu verbessern.
Die Joachim Keim GmbH plant gleichzeitig eine Kosten-
reduktion von mindestens einem Drittel gegenüber bislang
eingesetzten Verfahren und bereitet Stick-Prozess sowie
angepasstes RTM-Verfahren für den Serieneinsatz vor.
Erste Projekte mit der Industrie sind in der Planung.
Das gesamte Projektvolumen beläuft sich auf 620.000 Euro,
wobei das BMBF 370.000 Euro zusteuert.
MAßGESCHNEIDERTE STRUKTURBAUTEILE
Die Lösung, die wir aktuell im Rahmen eines
Forschungs-auftrags in die Serie bringen, heißt
Tailored Fiber Placement (TFP).
Statt Kohlenstofffaser-Halbzeuge nutzt unser
RTM-Verfahren einen gestickten Preformling,
der direkt aus dem endlosen Carbon-Faden ohne
Verschnitt und Schnittkanten hergestellt wird.
Dabei legen wir den Roving CNC-gesteuert in
Kraftflussrichtung ab und fixieren ihn durch ein
Stickverfahren auf einem Hilfsgewebe.
Der konturgenaue Preformling besitzt bereits die
abgewickelte Form des fertigen Bauteils.Mit dem
gestickten Preformling folgt ohne weiteren
Vorbereitungsschritt ein angepasster RTM-Prozess.
In dieser Herstellungsphase vereinfacht und verkürzt
der Preformling das Einlegen in die RTM-Form und
reduziert so die Fertigungszeit gegenüber der
Verarbeitung vonCarbonfaser-Halbzeugen.Das
TFP-Verfahren ermöglicht die genaue Steuerung von
Faserdichte und -ausrichtung im Kraftfluss. Unsere
Bauteile werden kein Gramm schwerer als nötig.
Forschungs-auftrags in die Serie bringen, heißt
Tailored Fiber Placement (TFP).
Statt Kohlenstofffaser-Halbzeuge nutzt unser
RTM-Verfahren einen gestickten Preformling,
der direkt aus dem endlosen Carbon-Faden ohne
Verschnitt und Schnittkanten hergestellt wird.
Dabei legen wir den Roving CNC-gesteuert in
Kraftflussrichtung ab und fixieren ihn durch ein
Stickverfahren auf einem Hilfsgewebe.
Der konturgenaue Preformling besitzt bereits die
abgewickelte Form des fertigen Bauteils.Mit dem
gestickten Preformling folgt ohne weiteren
Vorbereitungsschritt ein angepasster RTM-Prozess.
In dieser Herstellungsphase vereinfacht und verkürzt
der Preformling das Einlegen in die RTM-Form und
reduziert so die Fertigungszeit gegenüber der
Verarbeitung vonCarbonfaser-Halbzeugen.Das
TFP-Verfahren ermöglicht die genaue Steuerung von
Faserdichte und -ausrichtung im Kraftfluss. Unsere
Bauteile werden kein Gramm schwerer als nötig.
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