Portfolio

Abbild der gesamten Herstellungskette von Faserverbundbauteilen

Zum thermo­Pre®-Portfolio zählen unterschiedliche textile Verstärkungsstrukturen, teil- und vollkonsolidierte faserverstärkte Halbzeuge, belastungsgerechte Mehrschichtverbunde, neue Technologien, innovative Anlagen, Musterbauteile, Kompetenzen im Bereich Berechnung und Auslegung aber auch das komprimierte interdisziplinäre Know-how entlang der gesamten Wertschöpfungskette

Faserverstärkte thermoplastische Halbzeuge

Zur Herstellung der neuen thermo­Pre®-Halbzeuge kommen textile Verstärkungsstrukturen als eindimensionale (Rovings) oder mehrdimensionale Konstruktionen (textile Flächengebilde) zum Einsatz. Auch hybride Strukturen mit bereits integrierter thermoplastischer Matrix können verarbeitet werden. Alle Verstärkungsfasertypen wie Glas-, Carbon-, Aramid- und Basaltfasern sowie sämtliche thermoplastischen Massen- und Hochleistungskunststoffe sind einsetzbar.

Technische Kennwerte des thermo­Pre®-Materials GF 47-PP-UD

Halbzeug, unidirektionales Prepreg Eigenschaften
Faserart E-Glasfaser
Polymer Polypropylen (PP)
Faservolumengehalt 47 %
Einzelschichtdicke 0,20 mm
Mechanische Kennwerte des unidirektionalen Aufbaus in Faserrichtung quer zur Faserrichtung
Zugmodul 34,8 GPa 5,4 GPa
Zugfestigkeit 865 MPa 19 MPa
Druckfestigkeit 380 MPa 45 MPa

Anwendungsfelder

Mit dem neuen thermo­Pre®-Material sind Anwendungen in allen Industriebereichen denkbar. Sie reichen von crashrelevanten Bauteilen in der Automobilindustrie über Baugruppen für Windenergieanlagen bis hin zu Innenverkleidungskomponenten für Schienenfahrzeuge. Vor allem für höher beanspruchte Bauteile sind endlosfaserverstärkte, thermoplastische Prepregs sehr gut geeignet. Die neuen Halbzeuge bieten viel Potenzial, um den notwendigen Durchbruch zu einer verstärkten Anwendung in allen Industriebereichen zu erreichen.

In der folgenden Übersicht erkennen Sie die Vorteile von Bauteilen mit thermo­Pre®-Material gegenüber Bauteilen mit klassischen Materialien.


Bauteil Herstellung aus klassischen Materialien Vorteile durch den Einsatz des thermoPre®-Materials
Motorträger VW e-Golf Aluminiumguss mit Stahlblech-Anbauteilen Gewicht: ca. 7,7 kg
  • Gewichtseinsparung bis 35%
  • Kosteneinsparung bis 30%
  • Höherer Energieabbau im Crashfall – kein abruptes Bauteilversagen
  • nahezu gleiche Festigkeitsperformance
Bauteil Herstellung aus klassischen Materialien Vorteile durch den Einsatz des thermoPre®-Materials
Druckbehälter Nutzfahrzeuge Stahl
  • Gewichtseinsparung bis zu 46%
  • geeignet für hohe Betriebsdrücke
  • einfache Herstellung mit geringem Umbauaufwand
Bauteil Herstellung aus klassischen Materialien Vorteile durch den Einsatz des thermoPre®-Materials
Türaufprallträger PKW Stahl
  • ca. 10% Gewichtseinsparung
  • gleiche Performance
  • Integration eines Schadenserkennungs-systems im Herstellungsprozess zur Detektion von Bauteilverformungen, z.B. im Crashfall

Das einstufige Direktverarbeitungsverfahren

Das neuartige Technologiekonzept der einstufigen Direktverarbeitung, d.h. der Verarbeitung „in einer Wärme“, stellt eine gute Option zum bisherigen Prozess der Halbzeugherstellung dar. Bekannte herkömmliche Prozesse sind wesentlich aufwändiger und energieintensiver.

Mit der Direktverarbeitung zum „bezahlbaren Leichtbau“

Im thermo­Pre®-Prozess werden die separierten Prozessstufen zu einem einstufigen Direktverarbeitungssystem zusammengefasst. Damit erreicht man eine deutliche Senkung der Herstellungskosten und letztendlich auch der Halbzeuge. Gegenüber der konventionellen Technik zeichnet sich die neue Anlage u. a. durch folgende Merkmale aus:

  • Hohe Prozessvariabilität bezüglich der technisch/ technologischen Prozesskenngrößen
  • Hohe Flexibilität der zu verarbeitenden Inputsysteme (textile Verstärkungsstrukturen, Matrix)
  • Modularer, flexibler Aufbau mit automatisierbaren Schnittstellen zu vor- und nachgelagerten Prozessstufen
  • Bis zu 30% Energieeinsparung im Direktverarbeitungsprozess
  • Mehrere, getrennt voneinander steuerbare Heizstationen (Vorheizstrecke und Kalanderheizung)
  • Getrennter Imprägnier- und Kühlprozess und damit getrennt steuerbar bei geringer Baugröße

Mit dem Contitaping-Verfahren zu belastungsgerechten Organoblechen

Mit dem Contitaping-Verfahren werden in einem kontinuierlichen Prozess aus mehreren Lagen endlosfaserverstärkter thermoplastischer thermo­Pre®-Prepregs belastungsgerechte Mehrschichtverbunde (Organobleche) hergestellt. Dabei kann abhängig von der gewünschten Dicke des Organobleches sowohl die Anzahl der thermo­Pre®-Prepregs, als auch die Winkellage variiert werden. Damit entsteht eine belastungsgerechte und hochfeste Struktur.

Vorteile

  • Kopplung des lastgerechten Schichtaufbaus an die einstufige Direktverarbeitung zu einer vollständigen Prozesskette von der Faser bis zum Organoblech
  • Hoher Durchsatz im kontinuierlichen Prozess
  • Flexibilität im Lagenaufbau (frei wählbar, symmetrisch und asymmetrisch)
  • Niedrige Anlagenkosten
  • Geringer Platzbedarf

Der Strukturbaukasten

Der Strukturbaukasten zeigt verschiedene Möglichkeiten für einen multidirektionalen Mehrschichtaufbau aus unidirektional faserverstärkten thermoplastischen Einzellagen. In Abhängigkeit vom späteren Einsatz der Halbzeuge (Organobleche) sind weitere Lagenaufbauten realisierbar.

Flexible Komponenten und neue Ideen auch für Ihre Fertigung

Sie interessieren sich für einzelne Module der einstufigen Direktverarbeitung oder planen eine komplette Fertigung? Das Bündnis thermo­Pre® unterstützt Sie gerne bei der Projektierung Ihrer Anlagen, die passgenau auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten sind.

Kontaktieren Sie uns! Gern unterbreiten wir Ihnen ein Angebot.