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Verbundwerkstoff Thermoplastische Sandwich-Bauteile im Minuten-Takt fertigen

Quelle: Fraunhofer IMWS 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
GGB Heilbronn GmbH
invenio AG
Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Sandwichstrukturen kombinieren steife Deckschichten mit einem leichten Kern, was hohe Biege- und Beulsteifigkeit bei geringem Gewicht ermöglicht. Mitarbeiter am Fraunhofer-IMWS haben ein Verfahren entwickelt, das die effiziente, automatisierte Fertigung 3D-geformter und funktionalisierter Sandwich-Bauteile im Minuten-Takt ermöglicht.

Eine Staufachklappe für die Innenkabine eines Lkw entstand durch Thermoformen und Funktionalisieren von thermoplastischen Sandwichstrukturen. Sie ist als Demonstrator auf der K-Messe zu sehen.(Bild: Fraunhofer IMWS)
Eine Staufachklappe für die Innenkabine eines Lkw entstand durch Thermoformen und Funktionalisieren von thermoplastischen Sandwichstrukturen. Sie ist als Demonstrator auf der K-Messe zu sehen.
(Bild: Fraunhofer IMWS)

Auf der internationalen Leitmesse der Kunststoff- und Kautschukindustrie K in Düsseldorf präsentiert das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle 7.0, Stand 70SC05 eine Staufachklappe für eine Lkw-Fahrerkabine, die mit der Thermoplastic-Sandwich-Moulding-Technologie gefertigt wurde. Halbzeuge mit einem thermoplastischen Wabenkern und Decklagen aus faserverstärkten thermoplastischen UD-Tape-Laminaten werden dabei durch Thermoformen verarbeitet. Im selben Prozess ist eine Funktionalisierung mittels Spritzguss möglich.

Der Fertigungsprozess läuft vollautomatisiert, somit ist das Verfahren sowohl für geformte Bauteile als auch für die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen in der Großserie geeignet. Die gemeinsam mit den Projektpartnern Daimler Truck AG, Elring Klinger AG, Engel Austria GmbH, ThermHex Waben GmbH und Edevis GmbH entwickelte Technologie wurde im Januar 2025 mit dem JEC Composites Innovation Award in der Kategorie „Automotive & Road Transportation – Process“ ausgezeichnet.

Gewichtseinsparung von bis zu 70 Prozent

„Die Sandwichbauweise macht eine Gewichtseinsparung von bis zu 70 Prozent im Vergleich zu monolithischen Strukturen möglich und bietet zugleich eine Belastbarkeit der Bauteile, die metallischen Bauteilen entspricht oder diese gar übertrifft. Das ist sehr attraktiv auch für hochbelastbare Strukturbauteile, wie sie beispielsweise in Fahrzeug- und Aerospace-Anwendungen eingesetzt werden“, sagt Prof. Dr. Maik Feldmann, Leiter des Geschäftsfelds Polymeranwendungen am Fraunhofer IMWS. „Mit der Thermoplastic Sandwich-Moulding-Technologie vergrößern wir die Anwendungsfelder für einen effizienten Einsatz dieser Leichtbau-Methode sehr deutlich. Der geringere Materialbedarf und die Möglichkeit zum Einsatz recycelbarer Werkstoffe sind weitere signifikante Vorteile. Ich freue mich sehr darauf, mit den Besucherinnen und Besuchern der K-Messe darüber ins Gespräch zu kommen.“

Nachhaltige Kunststofflösungen stellt das Fraunhofer-Team aus Halle (Saale) auch in weiteren Themenbereichen in den Mittelpunkt. So ist als Demonstrator ein Kindersitz zu sehen, der aus Biopolymer und faserverstärkten Kunststoffen gefertigt wurde, wobei auch Rezyklate genutzt wurden. Neue Ansätze zur Reduzierung von Mikroplastik-Emissionen werden mit einem Reifenabrieb-Sensor für den Einsatz in Lkw vorgestellt. Zudem präsentiert das Fraunhofer IMWS seine Kompetenzen zu Tape-basiertem Leichtbau und zur Materialbewertung.

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