Technologieprojekt Wie leichte Spritzgussbauteile mittels FVK-Tapes entstehen

Im Verbundprojekt Tape Technologie Transfer-Hub (T3-Hub) soll die Nischen-Technologie des Tapelegens von limitierten Hochleistungsbauteilen auf die Massenproduktion von Spritzgussteilen übertragen werden. Ziel ist die Materialreduktion und -substitution.

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Als Ergebnis des Projekts sollen Methoden zur Identifikation von geeigneten Produkten und deren virtueller Entwicklung, Know-how über die Produktionstechniken sowie eine Plattform zur Vorentwicklung von Bauteilen zur Verfügung stehen.
Als Ergebnis des Projekts sollen Methoden zur Identifikation von geeigneten Produkten und deren virtueller Entwicklung, Know-how über die Produktionstechniken sowie eine Plattform zur Vorentwicklung von Bauteilen zur Verfügung stehen.
(Bild: AZL)

Tapes sind wenige zehntel Millimeter dicke, zwischen 5 und 25 mm breite bandförmige Halbzeuge, die aus unidirektional orientierten Verstärkungsfasern, meist Glas oder Carbon, bestehen und in eine thermoplastische Matrix eingebettet sind. Herkömmlich werden sie als flächige Laminate für hochbelastete Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt oder dem Automobilbau eingesetzt. Sie können auch durch Wickeln zu Rohren oder Behältern verarbeitet werden. Derartige Bauteile sind sehr leicht, verfügen über exzellente mechanische Eigenschaften, sind aber im Vergleich zu Spritzgießbauteilen kostenintensiv und in den Stückzahlen limitiert.

Tape-Strukturen gezielt in Spritzgießbauteile einbetten

Durch die Integration von geringen Tape-Anteilen in typische Spritzgießbauteile soll der ökologische Fußabdruck bei mindestens Kostenneutralität reduziert werden.
Durch die Integration von geringen Tape-Anteilen in typische Spritzgießbauteile soll der ökologische Fußabdruck bei mindestens Kostenneutralität reduziert werden.
(Bild: AZL)

Im Verbundprojekt T3-Hub will die AZL Aachen GmbH nun zusammen mit fünf Partnern Tape-Strukturen gezielt in Spritzgießbauteile einbetten, um so Kosten zu sparen und den CO2-Fußabdruck in der Produktions- und Nutzungsphase zu reduzieren. Laut AZL Aachen lassen sich aufgrund der verstärkenden Wirkung der Tapes Wanddicken reduzieren und Verrippungen einsparen. Weiterhin sollen durch die hohen mechanischen Tapeeigenschaften auch neue Anwendungen für alternative Compounds mit geringerem CO2-Fußabdruck, Recyclingmaterial oder auch bio-basierte Polymer- und Faserwerkstoffe erschlossen werden. Einsparungen beim Materialverbrauch seien der größte Stellhebel zur Senkung der Produktionskosten im Spritzgießprozess und des CO2-Fußabdrucks, heißt es.

T3-Hub betrachtet gesamte Entwicklungs- und Herstellungskette

Wie AZL Aachen mitteilt, wird im Projekt T3-Hub die gesamte Entwicklungs- und Herstellungskette betrachtet. Als Ergebnis stehen Methoden zur Identifikation von geeigneten Produkten und deren virtuelle Entwicklung, Know-how über die Produktionstechniken sowie eine Plattform zur Vorentwicklung von Bauteilen zur Verfügung. Die digitale Entwicklungskette wird zwischen Simcon, IKV und AZL auf Basis der Software Cadmould umgesetzt. Conbility und IKV steigern die Effizienz der Herstellung und Verarbeitung der Tapes im laserunterstützten Tapelegen – alle Produktionsdaten werden von Conbility zu einem Digitalen Zwilling der Bauteile zusammengeführt. Am Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen entsteht eine Demonstrations- und Entwicklungsplattform zur Fertigung von full-scale Spritzgießbauteilen mit Tapeverstärkung. Eng eingebunden ist auch die Industrievereinigung verstärkte Kunststoffe (AVK), die das Konsortium bei der Identifikation von Anwendungsszenarien und der Technologiebewertung unterstützt.

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