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      Neues Spritzprägeimprägnierverfahren fü...

      Neues Spritzprägeimprägnierverfahren für die Herstellung von Verbundwerkstoffen

      Wir zeigen die Machbarkeit und Relevanz von einem neuen Verfahren für die Herstellung von Verbundwerkstoffen: Variothermes Thermoplast-Direktimprägnieren mittels Spritzprägen.

      Abbildung 1: Schematische Darstellung der direkten thermoplastischen Schmelzeimprägnierung mit variothermem Spritzprägen

      Technologien

      • Faserverbundswerkstoff
      • Spritzprägen
      • Thermoplast-Direktimprägnieren
      • Variotherm
      • FEA

      Ausgangslage

      Die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen im Mobilitätssektor kann zu Gewichtseinsparung beitragen und somit den Kraftstoffverbrauch reduzieren. Die Verarbeitung von diesen Materialien basiert aber zurzeit vor allem auf teuren halbfertigen Produkten, die ihre Verbreitung in Sektoren wie der Automobilindustrie verhindern. Alternative Verfahren, die die Verarbeitungskosten senken können, sind deshalb erwünscht. Variothermes Thermoplast-Direktimprägnieren mittels Spritzprägen und niederviskosen Thermoplasten stellt eine Möglichkeit dar. Wegen hohen Anforderungen an die Dichtheit der Kavität während des variothermen Prägens wurde dieser Prozess noch nicht industrialisiert.

      Ziele

        Das Ziel dieses Projektes war, ein Werkzeug zu entwickeln, welches in einem variothermen Spritzprägezyklus dicht bleibt. In Untersuchungen sollen geeignete Prozessparameter, die zu einer vollständige Konsolidierung und kurzen Prozesszyklen führen, definiert werden. Schlussendlich sollen die produzierten Teile mechanisch charakterisiert werden, um die Relevanz des Prozesses zu evaluieren. Richtlinien für einen robusten Prozess werden vorgestellt.

        Ergebnis

          Ein neues Werkzeug mit variothermem Dichtkonzept wurde ausgelegt und erfolgreich in Betrieb genommen. Eine numerische Analyse (FEA) wurde durchgeführt, um Prozessparameter zu definieren und das Abdichten sicherzustellen. Auf Bild 3 sind die Platten zu sehen, die mit dem neuen Werkzeug produziert wurden. Diese haben einen Durchmesser von 100 mm und sind 2mm dick. Sie konnten mit einer Zykluszeit unter 10 Minuten produziert werden und weisen einen hohen Faservolumengehalt und gute mechanische Eigenschaften auf.

          1/3
          Abbildung 2: CAD-Zeichnung der Form
          2/3
          Abbildung 3: Vorderseite einer erfolgreich imprägnierten Verbundplatte
          3/3
          Abbildung 4: Querschnitte von Platten, die bei 300°C hergestellt wurden

          Projekt-Information

           
          Ausführung

          Institut für Kunststofftechnik FHNW

          Dauer

          4 Jahre

          Förderung

          SCCER (Swiss Competence Center for Energy Research)

          15916.1 PKOEN; Efficient Technologies and Systems tor Mobility, 2013-2020.
          Projektteam
          Christian Rytka (Leitung), Halime Philipp, Yara Khalaf, Vincent Werlen, Daniel Zürcher, Oskar Häfeli, Stephanie Wegmann

          Die FHNW

          Hochschule für Technik und Umwelt FHNW
          Institut für Kunststofftechnik FHNW
          Christian Rytka

          Prof. Dr. Christian Rytka

          Gruppenleiter Kunststoffverarbeitung und Nachhaltigkeit, Studiengangleiter MAS Kunststofftechnik

          Telefonnummer

          +41 56 202 73 81 (undefined)

          E-Mail

          christian.rytka@fhnw.ch

          Adresse

          Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW Hochschule für Technik und Umwelt Klosterzelgstrasse 2 5210 Windisch

          ht_ins_ikt_projekt_teaserht_ins_ikt_kunststoffverarbeitung

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