Herstellung von Prepreg auf Labormassstab, Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

In der serienmässigen Flugzeug- und Automobilfertigung werden heutzutage vielfach sogenannte Prepregs eingesetzt. Dabei handelt es sich um vorimprägnierte Halbzeuge aus hochorientierten Fasern und einer Thermoset- oder Thermoplastmatrix. Da das Faserverbundmaterial dadurch schon in einer genau eingestellten Kombination verarbeitet wird, ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften des fertigen Bauteils konstant zu definieren und eine gleichbleibende Qualität zu erreichen. Die Imprägnierung der Fasern zu Prepregs erfolgt normalerweise auf raumfüllenden Anlagen in einem kontinuierlichen Prozess.

Ziel des Projektes war der Aufbau einer Infrastruktur zur Unterstützung der Entwicklung von Prepregs auf Labormassstab. Dadurch können auf schnellem Wege beispielsweise unterschiedlich schlagzäh, modifizierte Harzsysteme mit verschiedenen Textilien kombiniert werden. Duroplastische wie auch Thermoplastische Kunststoffe können eingesetzt werden, wobei auch deren Eigenschaften zur Faserimprägnierung untersucht werden können.

Erste Prepregs basierend auf einem modifizierten Epoxidharz, abgestimmt auf ein Carbonfasertextil, wurden hergestellt. Dabei konnte der Imprägnierungsprozess jeweils präzise auf die jeweiligen Fasereigenschaften eingestellt werden. Durch eine geschickte Kombination von Harz, Fasern und Trägerpapieren können die Prepregs problemlos zu qualitativ hochwertigen Bauteilen weiterverarbeitet und finale Eigenschaften charakterisiert werden. Durch die Modifizierung der Rohmaterialien und Prozessparameter können deren Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften der Bauteile rasch und kostengünstig erforscht und optimiert werden.