IKV: Messeprojekt „Reactive Moulding“ - Verarbeitung von Faserverstärkten Kunststoffen (FVK) mit thermoplastischen Matrices im Spritzgießprozess

Schienbeinschoner – Demonstrationsbauteil aus TP-FVK und TPE, hergestellt im In-Situ-Spritzgießverfahren - (Bild: IKV).

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen ist auch in diesem Jahr auf der K 2013 mit einem eigenen Stand in Halle 14/C16 vertreten. In einem ehrgeizigen Messeprojekt, an dem sich 14 Projektpartner beteiligen, zeigt das IKV die Verarbeitung von Faserverstärkten Kunststoffen (FVK) mit thermoplastischen Matrices im Spritzgießprozess. Dabei kombinieren die Forscher die Verfahrensvorteile des Flüssigimprägnierens, das die Verarbeitung textiler Preforms ermöglicht, mit den Vorteilen einer thermoplastischen Matrix. Sie entwickeln dafür einen komplett automatisierten und hochintegrierten Prozess und machen sich die so genannte In-Situ-Polymerisation zunutze. Mit der Übertragung auf den Spritzgießprozess als In-Situ-Spritzgießen entstehen aus komplexen Faserhalbzeugen und einem Monomer direkt im Spritzgießwerkzeug Bauteile in Großserie. Als Demonstrator-Bauteil wählten die IKV-Forscher einen Schienbeinschoner.

Die gängigen Fertigungsverfahren für FVK-Bauteile weisen gewisse Nachteile auf. Sie benötigen bislang zwei voneinander getrennte Prozesse (wie z.B. Organobleche: Imprägnierung und Formgebung). Darüber hinaus ist die Formgebung auf vergleichsweise einfache Geometrien beschränkt und die erreichbaren Oberflächenqualitäten sind begrenzt. Die IKV-Verfahrenskombination soll diese Nachteile wettmachen. Beim In-Situ-Spritzgießprozess erfolgt die Imprägnierung der textilen Preforms mit niedrig viskosem Caprolactam, einem Monomer und dessen Reaktion durch in-Situ-Polymerisation zu Polymanid 6.

Voraussetzung für diesen innovativen Prozess sind neben einer optimierten Matrix-Rezeptur, angepasste Faser-/Schlichtesysteme, eine spezielle Spritzgießmaschinentechnik und vor allem eine neuartige Werkzeug-, Dicht- und Verfahrenstechnik.

Der Schienbeinschoner soll die Leistungsfähigkeit des Verfahrens demonstrieren. Er besteht aus einem Schild aus TP-FVK und einer Weichkomponente aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE). Damit besitzt das Bauteil hohe mechanische Eigenschaften, gutes Impact-Verhalten, geringes Gewicht und hohen Tragekomfort. Zudem ermöglicht der hochintegrierte, innovative Prozess hohe Stückzahlen, das erklärte Ziel für die Großserienproduktion.

Zu den Partnern des IKV-Messeprojekts gehören: ASS Maschinenbau, Clariant, EM-Systeme, Engel Austria, Gummiwerk Kraiburg, gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik, Hasco Hasenclever, Hennecke, Keller Lufttechnik, Kistler Instrumente, Lanxess Deutschland, P-D Interglas Technologies, Piovan sowie Schöfer.

Auf dem IKV-Stand präsentiert das IKV darüber hinaus u.a. auch die akustische Bauteilauslegung, Neues vom Blasformen, der Folienextrusion oder der Kautschuktechnologie.

Des Weiteren ist das IKV auch auf der Sonderfläche Science Campus in Halle 7 präsent. 16 Hochschulen, Institute und Fachagenturen präsentieren hier zukunftsweisende Technologien. Das IKV zeigt hier funktionale Kunststoffoberflächen und ihre innovativen Herstellungsverfahren. Unter dem Stichwort „Funktionsintegration“ demonstriert das Aachener Institut die Integration von Verfahren, Materialien und Technologien zur Herstellung hochwertiger Produkte. Hierzu gehören z.B. die Projektilinjektionstechnik, die variotherme Werkzeugtemperierung oder integrierte Produkte wie elektrisch leitfähige Kunststoffcompounds.

Weitere Informationen: www.ikv-aachen.de

K 2013, 16.-23.10.2013, Düsseldorf,
Science Campus, Halle 7 + Halle 14, Stand C16

Institut für Kunststoffverarbeitung, Aachen

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