Neue Pilotanlage liefert Material für Leichtbauteile
Am 3. Mai 2018 wurde am Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und -Verarbeitung PAZ in Schkopau eine neue Anlage zur Herstellung von UD-Tapes feierlich in Betrieb genommen. Gemeinsam durch Fraunhofer und den Maschinenbauer KraussMaffei Berstorff entwickelt produziert diese im Pilotmaßstab Kunststoffbänder mit unidirektional ausgerichteten Verstärkungsfasern, die z. B. im automobilen Leichtbau Anwendung finden. Mit einer Kapazität von bis zu 20 m Bandbreite und 400 kg pro Stunde bietet sie weiltweit einmalige Verarbeitungsleistungen und -geschwindigkeiten und ebnet damit den Weg für viele Anwendungen zur industriereifen Produktion.
UD-Tapes sind Bänder mit unidirektional ausgerichteten Verstärkungsfasern, beispielsweise aus Glas oder Kohlenstoff, die in eine thermoplastische Matrix eingebettet werden. Im Weiterverarbeitungsprozess werden die Tapes so aufeinander gelegt und fixiert, dass die Fasern in Lastrichtung (unidirektional) orientiert und somit speziell auf den Lastfall des Bauteils abgestimmt sind – genau an den Stellen eines Bauteils, die besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind, können lokal weitere Lagen eingebracht werden. Durch diese optimale Kombination werden die ans Bauteil gestellten Anforderungen an Steifigkeiten und Festigkeiten bei deutlich geringerem Bauteilgewicht erreicht. Die Eigenschaften der UD-Materialien übertreffen dabei die von z. B. Stahl oder Aluminium im Automobilbau in einigen Bereichen deutlich – trotz bis zu 20 % Gewichtseinsparung.
»Mit dieser Anlage steht am Fraunhofer PAZ die größte Schmelzimprägnieranlage weltweit zur Verfügung, die immenses Potenzial für Leichtbau-Entwicklungen der kommenden Jahre hat. Gemeinsam mit unserem strategischen Partner KraussMaffei Berstorff setzen wir damit bei der Fertigung von lasttragenden Bauteilen in Leichtbauweise neue Maßstäbe«, sagt Prof. Ralf B. Wehrspohn, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS.
Die Technologie ist für die Fertigung in der Großserie geeignet – ein wichtiger Aspekt etwa für die Automobilindustrie. Dort können dank neuer, leistungsfähiger Leichtbau-Werkstoffe auf Basis von UD-Tapes das Fahrzeuggewicht und damit der Schadstoffausstoß verringert werden.
