Neue Techniken für Verbundmaterialien versprechen effiziente Fertigung
In den letzten Jahren haben sich Verbundmaterialien als eine wertvolle Klasse von Werkstoffen erwiesen. Sie haben viele Vorteile, die andere Materialien nicht erfüllen können: sie sind leicht und bieten dennoch Steifigkeit. Folglich finden sie in einer Reihe von Hightech-Anwendungen, etwa für Satelliten und Hochleistungsflugzeuge, Verwendung. Sichtbare Oberflächen von glasfaserverstärkten Verbundmaterialien werden oft mit einer hochwertigen Gelbeschichtung behandelt, um anschließend im Fertigungsprozess komplexer Formteile verwendet zu werden. Dieser jüngste Durchbruch in der Fertigungstechnik, den das durch die EU finanzierte Projekt ECOGEL CRONOS erreicht hat, wird daher für Fahrzeughersteller interessant sein, bei denen selbst geringste Verbesserungen bei Effizienz und Kostenaufwand bereits zu signifikanten Einsparungen führen können. Die Verkehrsindustrie steht auch vor immer strengeren Umweltauflagen, um das Leistungsgewichtsverhältnis von Fahrzeugen zu verbessern sowie das Gesamtgewicht und damit auch die Emissionen zu reduzieren. Verbundwerkstoffe sind eine Schlüsseltechnologie, die die Erfordernisse für Gewicht, Kosten und Produktivität erfüllt. Der Hightech-Luftfahrtsektor, der sich ebenfalls durch hohe Kosten und niedrige Produktivität auszeichnet, wird auch davon profitieren. Neue Fertigungstechnologien, mit denen fortschrittliche Luftfahrtmaterialien zu geringeren Kosten – und mit geringeren Umweltfolgen – hergestellt werden können werden helfen, den zukünftigen Erfolg für Europas Luftfahrtindustrie sicherzustellen. Im Rahmen des Projekts ECOGEL CRONOS wurden verschiedenen Fertigungstechniken entwickelt und mit geeigneten Zusatzstoffen kombiniert, um hoch reaktive, stabile und kostengünstige Formulierungen für Pudergelbeschichtungen zu erhalten. Das neue Verfahren wurde demonstriert, um sowohl die Fertigungszeiten als auch die Produktionsemissionen für Gelcoats zu reduzieren. Neben Projektversuchen für Kompositteile, die in Traktoren und Fahrzeugtüren zur Anwendung kommen, wurden Modellierungen durchgeführt, um die Schwellenwerte für die elektrische Leitfähigkeit zu bestimmen. In einem Testlauf wurde ein fertiges Pudergelcoat 80% schneller hergestellt als konventionelle flüssige Gelcoats. Das dreijährige Projekt, das Ende August 2016 abgeschlossen sein soll, konzentriert sich jetzt auf die Entwicklung neuer Kompositformen für Kohlenstofffaserlaminat. Während herkömmliche Verbundmaterialien in der Automobilindustrie bislang teure Technologie aus der Luftfahrt eingesetzt hat, sogenanntes Sheet Moulding Compound (SMC), konzentriert sich ECOGEL CRONOS auf das Harzinjektionsverfahren (Resin Transfer Moulding, RTM), um im Hinblick auf Kosten und Fertigung größere Effizienzen bei gleicher Leistung und Qualität zu erreichen. Das neue RTM-Verfahren, das wiederverwendbare elektrisch leitfähige und temperaturgesteuerte Häute verwendet, ermöglicht es, Agentien, Gelcoats und Fasern auf Verbundhäute aufzutragen, während die nächste bereits injiziert wird. Auf diese Weise kann die Produktion mit einer relativ geringen zusätzlichen Investition erhöht werden. Eine Pilotanlage wurde gebaut und derzeit laufen die ersten Tests. Erfolgreiche Ergebnisse könnten den Weg ebnen, um Verbundmaterialien auch in anderen Sektoren wie Verbrauchergüter, Infrastruktur und Sportartikel einzusetzen. Der Übergang zu anderen Massenproduktionssektoren verlief unter anderem aufgrund der Fertigungskosten für diese Materialien bisher sehr langsam. Die durch ECOGEL CRONOS erzielten Errungenschaften könnten bei der Bewältigung dieser Herausforderung helfen. Weitere Informationen finden Sie auf der Projektwebsite von ECOGEL CRONOS
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