Fraunhofer MaterialsFraunhofer ICT holt Platz zwei in der Kategorie »Innovative Prozesse und Verfahren« beim AVK Innovationspreis
Gewinnendes Lächeln dank BMBF-Projekt SMiLE
Grund zum Lächeln hatten die Gewinner allemal: Die Preisträger erhielten einen der beliebten Innovationspreise der AVK Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V., die am 18. September im Rahmen des 3. International Compo-sites Congress (ICC) in Stuttgart verliehen wurden. Eine Fachjury mit Experten aus der Branche wählte die vom Fraunhofer ICT in Zusammenarbeit mit der federführenden Audi AG und weiteren Partnern entwickelte Pressure Controlled-RTM (PC-RTM) Verfahrensvariante als besonders zukunftsweisende und nachhaltige Innovation aus. Die Entwicklung der PC-RTM-Verfahrensvariante ist Teil des BMBF Leuchtturmprojekts SMiLE – (systemintegrativer Multi-Material Leichtbau für die Elektromobilität).
»Eine robuste, schnelle und kosteneffiziente Produktion großer, integraler CFK-Bauteile mit integrierten Schaumkernen bei minimalen Ausschussraten erfordert eine Begrenzung bzw. aktive Regelung des Forminnendrucks während der Injektions- und Kompressionsphase im Hochdruck-RTM (HD-RTM) Verfahren«, erklärt Philipp Rosenberg, Projektleiter am Fraunhofer ICT, die Details des Verfahrens. »Durch einen regelbaren Werkzeugspalt wird der stark nichtlineare Zusammenhang von Preformdicke, Faservolumengehalt und Permeabilität für eine präzise Forminnendruckregelung verwendet. Mit der PC-RTM Variante kann der Forminnendruck nun effektiv begrenzt und reproduzierbar geregelt werden.«
Mit dieser Innovation konnte die erforderliche Presskraft um 75 % im Vergleich zum HD-RTM reduziert und druckempfindliche, kostengünstige Schaumkerne aus Polyurethan erfolgreich ins Bauteil integriert werden. Nach der Implementierung in die Anlagentechnik am Fraunhofer ICT erfolgte die Validierung der PC-RTM Variante am komplexen CFK-Bauteil »Schikane«, einem Fahrzeugunterbodensegment, das der Prozessentwicklung diente. Das Bauteil mit einem Faservolumengehalt von 50% konnte mit der PC-RTM Variante in 13,5 s (entspricht einem Volumenstrom von 100 g/s) mit einem maximalen Forminnendruck von 15 bar hergestellt werden. Im Vergleich dazu betrug die Injektionsdauer im herkömmlichen HD-RTM Verfahren 27 s bei einem Forminnendruck von mehr als 100 bar. Durch die schnelle, druckgeregelte Injektion im PC-RTM konnte die Aushärtezeit ebenfalls drastisch verkürzt werden.
Projektpartner: Fraunhofer ICT, Audi AG, FRIMO Group GmbH, BASF Polyurethanes GmbH, Voith Composites GmbH & Co. KG, KIT-FAST, KIT-wbk.