MATERIALS for IDEAS

Produkt

LFI-ROVING MULTISTAR^® 576

• Vorteile: für Hochgeschwindigkeitsverarbeitung geeignet, staubreduziertes Schneidverhalten, PU-Schlichte für sehr gute Faser-Matrix-Haftung

• Verpackung: Verspleissung nach Kundenanforderung
   

Das LFI-Verfahren ist ein kontinuierliches Verfahren mit hohem Anspruch an die eingesetzten Rohstoffe. Besondere Bedeutung kommt dem Glasfaserroving zu: der Rovingstrang wird mit teils sehr hoher Geschwindigkeit durch Rohrleitungen zum Schneidwerk geführt und muss dabei seine kompakte Form behalten. Über das Schneidwerk werden unterschiedliche Faserlängen aber auch der Fasergehalt bestimmt was wiederum eine sehr gute Schneidfähigkeit des Rovings voraussetzt.

Er darf aber auch nicht „zu hart“ sein und damit zu negativen Standzeiten der Schneidwerkzeuge führen. Nach dem Schneiden muss der Rovingstrang im Luftstrom in seine Einzelfilamente dispergieren.

Klumpenbildung, sog. „Schneebälle“, oder Filamentstaub können den Prozess blockieren bzw. die Oberflächen der Umgebung verunreinigen. Stattdessen soll der Rovingstrang möglichst homogen zerfallen, um in einem fokussierten Sprühkegel positionsgenau und reproduzierbar in das offene Werkzeug eingebracht zu werden. Durch die sehr kurzen Prozesszyklen müssen sich Glasfasern weiterhin enorm schnell mit dem PU vernetzen, um die hohe mechanische Festigkeit des Bauteils zu erreichen. Entsprechende PU-Komponenten in der Faserschlichte forcieren diese Vernetzung.

Verfahren

Ein vorgefertigtes Sandwich aus Glasfasermatte/Pappwabenkern/Glasfasermatte wird mit PU-Gemisch besprüht und im Werkzeug abgelegt; Formgebung und Aushärtung im geschlossenen Werkzeug. 

HAUPTNUTZEN

Geringes Bauteilgewicht bei hoher Biege- und Drucksteifigkeit

VORTEILE

• Optimierter Leichtbau für moderate Festigkeiten

• Geringe Betriebskosten, geringer Materialverbrauch

• Beidseitig hochwertige Finish-Oberflächen möglich

MERKMALE

• Beidseitiges Besprühen von Fasermatten in einem Halterahmen

• Einfache Kombination mit Oberflächendekoration im Werkzeug

• Leichtbauteile mit Wabenkern

ANWENDUNGSBEREICHE

Hutablagen, Ladeböden, kaschierte großflächige Bauteile, Schiebehimmel

JAHRESMENGEN

10.000 bis 300.000 Stück

Produkt

CSM-FI AUTOMOTIVE / CSM AUTOMOTIVE PU UND EM / ALLE CSM-PRODUKTE / NADELMATTE

• CSM-FI AUTOMOTIVE: hochfeine Faserfilamente, ab 100 g/m², pulvergebunden

• CSM AUTOMOTIVE PU UND EM: pulver- oder emulsionsgebunden, ab 225 bis 900 g/m², für PU optimierte Schlichte

• ALLE CSM-PRODUKTE: niedrigste Toleranzen im Flächengewicht und Bindergehalt, exakte Randausführung, Großspulen nach Kundenwunsch, gleichmäßiges Faserbild vom ersten Meter an, Breite von 10 bis 360 cm, hohe mech. Trockenfestigkeit, für automatisierte Verfahren optimiert, Großrollen bis 1000 m

• NADELMATTE: binderfreie Matte, dehnfähig, für starke Konturen und Sicken

Ein automatisiert hergestellter Sandwichaufbau, bei dem Fasermatten mit einer hohen Trockenzugfestigkeit außen auf einem Pappwabenkern liegen, wird beidseitig mit unverstärktem PU besprüht. Anschließend wird das besprühte Sandwich in das Werkzeug gelegt und dieses geschlossen. Eine sehr gleichmäßige Faserverteilung ist Voraussetzung für eine schnelle Verteilung der Matrix und spätere homogene Oberfläche des Formteils. Die Fasermatten werden beim Pressen mit PU imprägniert und verkleben beim Aushärten mit dem Faserkern. Für PU optimierte Binder sorgen für eine schnelle Faser/Matrixhaftung und hohe mechanische Festigkeit.

Mit aufeinander abgestimmten Trag- und Kernschichten entstehen unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften und der Geometrie extrem leichte Bauteile mit hoher Biege- und Druckfestigkeit.

Verfahren

• RTM: ungetränkte Fasermatten oder Gelege werden in der geschlossenen Form mit Harz injiziert.

• RTM LIGHT: bezeichnet eine Niederdruckinjektion mit zusätzlicher Vakuumunterstützung.

HAUPTNUTZEN

Hochfeste Strukturbauteile für individuelle Anwendungen

VORTEILE

• Optimierte mechanische Festigkeit

• Professionelles, hochwertiges Finish, Class-A-Oberflächen

• Gute Reproduzierbarkeit

• Moderater Invest in Anlagen- und Formenbau

• Herstellung von Kleinserien

• Gleichmäßige Wandstärke

• Leichtere Bauteile, als im Handverfahren

MERKMALE

• Ideal für kleine und mittlere Serien

• Gegenüber Handlaminat gleichmäßigere Fertigung

ANWENDUNGSBEREICHE

Motorsport, Individualbauten, Architektur

JAHRESMENGEN

bis 100 Stück

Produkt

EPOXYDHARZE / POLYESTERHARZE / GEWEBE AUS GLAS- UND CARBONFASERN

• EPOXYDHARZE: mit bauteiloptimierter Viskosität und Reaktivität, hochtransparent, UV-beständig

• POLYESTERHARZE: auf Basis Ortho oder Isophtal, niedrigviskos und styrolarm, auch für Brandschutz (halogenfrei) geeignet

• GEWEBE: aus Glas- und Carbonfasern (auch unidirektional)

• GELEGE: uni- oder multiaxial aus Glas- und Carbonfasern

• VLIESSTOFFE: für Class-A Oberflächen

• 3D-CORE: dreidimensional drapierbarer Kernwerkstoff

• FLIESSHILFEN / ABSTANDSHALTER: wie textile Gewirke und Vliese aus Glasfaser, PP und PES

Ungetränkte Verstärkungsfasern ggf. in Form eines vorkonfektionierten und konturnahen Preforms werden in das Werkzeug eingelegt. Nach dem Schließen der Form wird das reaktive Harzsystem injiziert und durchströmt so die Faserlagen. Nach der Durchtränkung tritt überschüssiges Harz an den Einlüftungen aus. Die Matrix besteht zumeist aus einem duroplastischen Kunststoff wie Polyester, Epoxyd- oder Phenolharz. Durch die Verwendung von hochreaktiven Harzsystemen ist es möglich, die Vernetzungszeit auf unter 3 Minuten zu reduzieren und auf diese Weise kurze Zykluszeiten im RTM-Prozess zu realisieren.

Als Fasern werden Glasfasern, Kohlenstofffasern und auch solche aus Polymerwerkstoffen, wie Aramid- und Polyethylenfasern, eingesetzt. Dabei können die Faserrovings zu verschiedenen Faserhalbzeugen mit unterschiedlicher Architektur verarbeitet werden. 

Neben Gelegen, Geweben, Vliesstoffen und Matten werden auch Gestricke und Geflechte für die Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt.

Verfahren

• HD-RTM: Fasermatten oder Gewebe werden vorkonfektioniert in das Werkzeug eingelegt. Nach dem Schließen erfolgt der Harzeintrag und die Reaktion im geschlossenen Werkzeug.

• C-RTM: Fasermatten oder Gewebe werden in das Werkzeug eingelegt. Harzeintrag erfolgt im spaltoffenen Werkzeug und die Reaktion im geschlossenen Werkzeug.

HAUPTNUTZEN

Sehr leichte, hochfeste High-Performance-Leichtbauteile

VORTEILE

• Leichtbauteile für höchste Anforderungen. Ca. 50 Prozent leichter als Stahl

• Sichtbauteile mit hochwertiger Carbonoptik

• Lackierfähige Bauteile für Sichtanwendungen

• Vollautomatisierbar und für Serienfertigung geeignet (von Preform-Herstellung bis zur Nachbearbeitung)

MERKMALE

• Nahezu unidirektionale Verstärkungen mit Endlosfasern möglich

• Hochdrucktechnik erlaubt den Einsatz schnell reagierender Systeme

• Hohe Faseranteile von bis zu 50 Prozent

ANWENDUNGSBEREICHE

Strukturbauteile, Seitenwände, Bodenwannen, Stoßfängerträger, Crashboxen, Carbon-Designteile

JAHRESMENGEN

10.000 bis 120.000 Stück

Produkt

GEWEBE UND GELEGE AUS GLAS- UND CARBONFASERN / VLIESSTOFFE FÜR CLASS A OBERFLÄCHEN

• GEWEBE: aus Glas- und Carbonfasern für Thermo- und Duroplastmatrix (auch unidirektional)

• GELEGE: uni- oder multiaxial aus Glas- und Carbonfasern

• VLIESSTOFFE: für Class A Oberflächen

• FLIESSHILFEN / ABSTANDSHALTER: wie textile Gewirke und Vliese aus Glasfaser, PP und PES

Beim HD-RTM-Verfahren [Hochdruck Resin Transfer Molding] wird ein Faservorformling aus Glas- und/ oder Carbonfasern aufgebaut. Die Zusammenstellung erfolgt bedarfsorientiert entsprechend der Belastung des späteren Strukturbauteils. Diese Preform wird in das Werkzeug gelegt, das dann geschlossen und evakuiert wird. Daraufhin wird ein sehr niederviskoses, reaktives Epoxydharz, Polyurethan oder Gußpolyamid in die Kavität injiziert, um jede einzelne Faser ohne Lufteinschlüsse zu benetzen.

Das C-RTM-Verfahren [Compression Resin Transfer Molding] unterscheidet sich im wesentlichen zum HD-RTM Verfahren, in dem das Harzgemisch nicht in das geschlossene, sondern in das spaltgeöffnete Werkzeug eingetragen wird. Während des Eintrags ist das Werkzeug also nicht vollständig geschlossen. Dadurch wird das Preform teilweise schon vom Harz durchtränkt. Nach dem Eintrag erfolgt ein Kompressionshub, der bewirkt, dass das Harz durch das Preform gedrückt und dieses dadurch vollständig durchtränkt wird.

Herausragende Festigkeit: Im HD-RTM-Verfahren werden extrem leichte Strukturbauteile für höchste Anforderungen realisiert, wie sie beispielsweise im PKW-Crashtest auftreten. Es ist bereits in der Luft- und Raumfahrtindustrie, im Maschinenbau und in der Automobilindustrie etabliert. Im HD-RTM-Verfahren werden Fasergehalte von 50 Prozent erreicht.

Verfahren

Prepreg ist die Kurzform von „Preimpregnated Fibres“, also mit Epoxyd- oder Phenolharz vorgetränkte Gewebe oder Gelege aus Kohle-, Glas-, Aramid- oder Hybridfasern. Es gibt unterschiedliche Prepregsysteme abhängig vom Verfahren und Einsatz. Die Prepregs werden in die Form eingelegt und mit Lochfolie, Absaugvlies und Folie eingepackt, bevor diese unter Vakuum oder im Autoklaven gepresst werden.

HAUPTNUTZEN

Berechenbare Bauteile mit optimalen Bauteilgewicht bei maximaler Festigkeit

VORTEILE

• Prozesssicherheit

• Kurze Taktzeiten

• Dimensionierbare Faservolumen und Bauteilgewichte

• Saubere Verarbeitung

• Minimalste Allergiegefahr

MERKMALE

• Definierter und damit optimierter Faser-/Harzanteil

• Sehr gute Festigkeitswerte, bei extrem leichtem Gewicht

• Gleichmäßige Wandstärke

• Niedrige Ondulation und hoher Faservolumenanteil

ANWENDUNGSBEREICHE

Luft- und Raumfahrt, Automotiv, Maschinenbau, Industriebauteile und Herstellung von Hochleistungssportgeräten

JAHRESMENGEN

ab 10 Stück (z.B. Prototypenbau) bis 1.000 Stück in der Serienproduktion

Produkt

PREPREG / 3D-CORE / VLIESSTOFFE

• PREPREG: für alle Verfahren

• 3D-CORE: dreidimensional drapierbarer Kernwerkstoff

• VLIESSTOFFE: für Class A Oberflächen

Vorgetränkte Gewebe werden in die Form/das Werkzeug eingelegt. Das Prepreg wird dann mit Trenn-/Lochfolie und Absaugvlies belegt, damit überschüssiges Harz unter Druck von 1 bar - 30 bar (je nach Anwendung) abgesaugt werden kann. Als Formen werden in der Regel Carbon- (z.B. hergestellt aus speziellem Toolingprepreg) oder Stahlpressformen eingesetzt. Je nach Anforderung an das Bauteil oder die Verfahren werden unterschiedliche Prepregsysteme eingesetzt: 

Niedertemperaturprepregs: Verarbeitung bei einem Druck bis 1 bar und Temperaturen ab 75 °C

Autoklav- und Heißpressprepregs: Verarbeitung größer 1 bar - 20 bar und bei Temperaturen ab 80 °C bis 180 °C, je nach Anwendungsbereich. Im Heißpressverfahren werden keine Folien oder Absauggewebe eingesetzt. 

Toolingprepregs: Verarbeitung im Autoklaven ab 2 bar bis 30 bar und Temperaturen ab 120°C bis 200°C

Verfahren

Im Pultrusionsverfahren werden Glasfaserrovings in formgebende Werkzeuge gezogen die temperiert sind.

HAUPTNUTZEN

Tanks und Rohre für moderne Antriebstechnik

VORTEILE

• Deutlicher Gewichtsvorteil gegenüber Stahl

• Korrosions- und UV Schutz

MERKMALE

• Hohe Designfreiheit

• Bis zu 80MPa Innendruck

• Niedrige Produktionskosten

ANWENDUNGSBEREICHE

Hochdruckgasbehälter für Erdgasantriebe, Antriebswellen, Blattfedern

JAHRESMENGEN

10.000 bis 120.000 Stück

Produkt

EPOXYDHARZE / POLYESTERHARZE / STARROV^® 086 / STARROV^® 908 / ECR-ROVINGS / VLIESE

• EPOXYDHARZE: mit bauteiloptimierter Viskosität und Reaktivität, hochtransparent, UV-beständig

• POLYESTERHARZE: auf Basis Ortho oder Isophtal, niedrigviskos und styrolarm, auch für Brandschutz (halogenfrei)

• STARROV^® 086: für UP-, EP- und VE-Harze, sehr weiche Silanschlichte, nahezu flusenfrei

• STARROV^® 908: für UP-, EP- und VE-Harze, spannungsfreier Abzug, schnelle Durchtränkung

• ECR-ROVINGS: für Anwendungen im korrosiven Umfeld

• VLIESE: aus E- und ECR-Glas, zum Schutz der Oberfläche vor Korrosion

In offenen Pultrusionsverfahren werden die Faserrovings in ein Harzbad oder die Imprägniereinrichtung geführt. Die Fasern durchlaufen mehrere Vorformstationen, sodass sie an die gewünschte Profilform herangeführt werden. An den Faserführungen können Matten, Gewebe, Gelege oder Vliese in den Prozess integriert werden, um die mechanischen Eigenschaften gegenüber einer rein unidirektionalen Verstärkung, wie sie durch Fasern erreicht wird, anzupassen bzw. zu optimieren.

Beim sogenannten geschlossenen Verfahren treten die gesamten Verstärkungsfasern erst im formgebenden Werkzeug mit dem unausgehärteten Monomeren in Kontakt- dann allerdings mit erhöhtem Druck zur besseren Durchtränkung. Im Werkzeug reagiert das Monomer zum Polymer. Das ausgehärtete Halbzeug wird durch einen Raupenabzug gezogen und zieht damit auch an den Fasern mitsamt der Matrix.

Verfahren

Viele Thermoplast-Granulate für Spritzgießmaschinen werden mit Kurzschnittglasfasern zur deutlichen Erhöhung der mechanischen Eigenschaften verstärkt. Im LFT-Verfahren mit Faserlängen bis zu 25 mm werden noch höhere mechanische Kennwerte erzielt.

HAUPTNUTZEN

Spritzgießen mit faserverstärkten Compounds

VORTEILE

• Kurze Zykluszeiten erlauben die vollautomatische Herstellung hoher Stückzahlen

• Durch Faseranteil verbesserte mechanische Eigenschaften und hohe Steifigkeit

• Mit nahezu allen Varianten der Spritzgießtechnik kombinierbar

MERKMALE

• Vollautomatisierbare Standard-Spritzgießmaschine mit leichten Modifikationen

• Verarbeitung und Prozess sind hinlänglich bekannt

• ReCompoundverwertung

ANWENDUNGSBEREICHE

Sitzschalen, Instrumententafelträger, Türmodule, technische Teile im Motorraum

JAHRESMENGEN

300.000 bis 600.000 Stück

Produkt

ALLE THERMFLOW^®-FASERN / STARROV^® 490 / TECHSPHERES / TECHBEADS

• THERMOFLOW^® 672: für PA und PA 6.6: maximale Zug- und Schlagfestigkeit; kein Abfall der Kennwerte mit Stearaten

• THERMOFLOW^® 675: für hydrolysebeständiges PA

• THERMOFLOW^® 636: für PP: beste mechanische und dynamische Werte; für ungekoppeltes PP geeignet

• THERMOFLOW^® 601: für POM, PBT, PC und PF

• THERMOFLOW^® 768: für Hochtemperaturpolymere PEEK, PES, PPS, PEI u.a. ALLE

• THERMOFLOW^®-FASERN: direkt geschnittene Fasern, sehr gute Dosierung, hohes Schüttgewicht, neutrale Farbe im Compound, Big Bag und Oktabin-Verpackung

• STARROV^® 490: für LFT PP

• TECHSPHERES / TECHBEADS: Mikroglaskugeln mit Silan-Haftvermittler

Um höhere Bauteilsteifigkeit zu erreichen, werden viele technische Thermoplaste wie PA, PP usw. mit speziell für die jeweilige Matrix modifizierten Kurzschnittglasfasern verstärkt. Die verarbeitungsfertigen Compounds haben üblicherweise einen Faseranteil von 15 bis 50 Gewichtsprozent, was gut rieselfähige und damit exakt dosierbare Fasern voraussetzt. Weitere kundenspezifische Anforderungen wie Hydrolyse- oder Hochtemperaturbeständigkeit sind besondere Merkmale der Glasfaser für Thermoplastverstärkung.

Gleiches kann mit langfaserverstärktem Thermoplast Granulat (LFT) bei geringem Fasergehalt und somit geringerem Gewicht erreicht werden. Die Länge der Fasern entspricht der Granulatlänge, üblich sind Faserlängen von 12 und 25 mm. LFT mit höherem Faseranteil werden bevorzugt für nicht sichtbare Semi-Strukturbauteile wie Frontends und Instrumententafelträger eingesetzt. Diese Bauteile benötigen eine hohe Schlagzähigkeit, um auch Schwingungen und Stöße ertragen zu können. LFT-Bauteile haben grundsätzlich eine geringe Faserorientierung, da sich die langen Fasern gegenseitig blockieren.

Verfahren

Das D-LFT Verfahren verbindet das kontinuierliche Compoundieren der Extrusionstechnik mit dem diskontinuierlichen Spritzgießen. Langfaserverstärkte Thermoplastbauteile mit besseren Eigenschaften lassen sich so preiswerter als aus Granulat fertigen.

HAUPTNUTZEN

D-LFT kombiniert Compoundieren und Spritzgießen - ideal für die Großserie

VORTEILE

• Kurze Zykluszeiten erlauben die vollautomatische Herstellung hoher Stückzahlen

• Verbesserte mechanische Eigenschaften und hohe Steifigkeit durch lange Fasern

• Günstige Materialkosten

MERKMALE

• Hochautomatisierbarer Prozess

• Flexibel auf Anforderungen einstellbar

• Materialmischung aus günstigen Standard-Rohstoffen

ANWENDUNGSBEREICHE

Frontendträger, Getriebeträger, Spritzwände, Batteriewanne

JAHRESMENGEN

300.000 bis 600.000 Stück

Produkt

STARROV^® 490 / STARROV^® 890 / TECHSPHERES / TECHBEADS

• STARROV^® 490: für D-LFT PP

• STARROV^® 890: für D-LFT PA

• TECHSPHERES / TECHBEADS: Mikroglaskugeln mit Silan-Haftvermittler

Glasfasern in Form von Rovings deren Schlichte dem jeweiligen Compound angepasst ist, werden in den Extruder eingezogen, mit den bereits aufgeschmolzenen Matrixpolymer imprägniert, dabei gekürzt und anschließend in einen Spritzkolben überführt. Der kontinuierliche Aufschmelzprozess sichert gleichbleibende Materialqualität.

Gegenüber dem LFT-Granulat ist die Direkt-Compoundierung im D-LFT durch den Wegfall des Granulierens und Kühlens sowie geringerer Energie- und Materialkosten deutlich günstiger. Darüber hinaus sind die mechanischen Eigenschaften durch die geringere Faserschädigung und nur einmaliger Aufschmelzphase deutlich besser. 

Verfahren

Organobleche sind flächige Halbzeuge aus einer thermoplastischen Kunststoffmatrix, die mit einem Gewebe oder Gelege meist aus Glasfasern verstärkt sind, was für eine hohe mechanische Leistungsfähigkeit des Bauteils sorgt. Organobleche werden durch Erwärmen und anschließendes Pressen in sehr kurzen Zykluszeiten rein physikalisch zu dreidimensionalen Teilen umgeformt – ähnlich dem Tiefziehen bei Blechen, was den Namen „Organoblech“ erklärt.

HAUPTNUTZEN

Thermoplastische Strukturbauteile mit Funktionsintegration

VORTEILE

• Definierte Steifigkeit, Festigkeit und Wärmeausdehnung besser als bei ihren metallischen Vorbildern

• Hohes Potenzial für die konstruktive Gestaltung

• Kurze Zykluszeiten ähnlich Spritzgießen

• Vollautomatischer Herstellungsprozess

• Bauteile mit Endkontur aus dem Spritzgießwerkzeug (nachbearbeitungsfrei)

MERKMALE

• Thermoplastische Bauteile mit definierter Endlosfaserverstärkung

• Großes Gewichtseinsparungpotenzial ohne Abstriche an Funktionalität

• Faservolumenanteil >50%

• Hochautomatisierbarer und reproduzierbarer Herstellungsprozess

• Hohe Funktionsintegration möglich

ANWENDUNGSBEREICHE

Frontends, Sitzschalen und -lehnen, Instrumententafelträger, Unterbodengruppen, technische Teile im Motorraum, Semi-Strukturbauteile

JAHRESMENGEN

200.000 bis 500.000 Stück

Produkt

HYBRIDGLASFASERROVING / GEWEBE UND GELEGE AUS HYBRIDGLASFASERN / HALBZEUGE

• HYBRIDGLASFASERROVING: mit Polypropylenematrix (PP)

• GEWEBE: aus Hybridglasfasern nach Kundenspezifikation, auch in UD

• GELEGE: aus Hybridglasfasern, Uni- oder Multiaxial nach Kundenanforderung

• HALBZEUGE: Unidirektional mit PP- und PE-Matrix

Gewebe oder Gelege aus Endlosfasern in thermoplastischer Matrix werden aufgeheizt, im Spritzgießwerkzeug umgeformt und ggf. hinterspritzt. Dadurch können zusätzliche Versteifungen durch Rippen realisiert und weitere Funktionen integriert werden. Die Zykluszeiten entsprechen den üblichen Werten um etwa 60 Sekunden und werden im Wesentlichen durch die Abkühlungsphase im Werkzeug bestimmt.