Koordinator
Frederik Wilhelm (Fraunhofer IGCV)
Laufzeit
01.07.2022 - 30.06.2024
Projektvolumen
0,56 Mio. €
Projektpartner
Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV)
Fraunhofer IST - Einrichtung für Schicht- und Oberflächentechnik
Projektbeirat
Alpex Technologies GmbH
CG TEC Carbon und Glasfasertechnik GmbH
Covestro Deutschland AG
European Pultrusion Technology Association
Fisco GmbH
Gustav Gerster GmbH & Co.KG
Keller GmbH & Co. KG Modell- und Formenbau
Lange+Ritter GmbH
NOVA Coating Süd GmbH
NovoPlan GmbH
profine GmbH
Röchling Engineering Plastics SE & Co. KG
Schotten Oberflächenservice
Teqnico Banas
Topocrom GmbH
Langlebige Pultrusions-Werkzeuge für die hocheffiziente Fertigung von Leichtbauprofilen durch den Einsatz von standardisierten Prüfmethoden für die Beschichtungsevaluation
Faserverstärkte Kunststoffprofile sind für den Leichtbau unverzichtbar. Hierbei ist die Pultrusion eines der wirtschaftlichsten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung: Es werden Verstärkungsfasern mit Harzsystem getränkt und kontinuierlich durch ein temperiertes Formgebungswerkzeug mit der Kontur des späteren Profils gezogen und ausgehärtet. Für die Pultrusion wird ein breites Spektrum an Verstärkungsmaterialen eingesetzt: u. a. Glas-, Kohlenstoff- sowie Naturfasern. Allen Fasern gemein ist, dass sie hoch abrasiv sind und die Werkzeugoberfläche stark beanspruchen. Ebenso breit ist das Spektrum der Harzsysteme. Ungesättigte Polyesterharze (UP) werden vorrangig für kostengünstige Anwendung eingesetzt, Epoxidharze (EP) und Polyurethane (PU) bei erhöhten mechanischen Anforderungen.
Die Wirtschaftlichkeit des Pultrusionsverfahrens wird maßgeblich von der Werkzeugstandzeit bestimmt. Hoher Verschleiß durch die Fasern und Anhaftungen des reagierenden Harzsystems, trotz interner Trennmittel, stören den Produktionsprozess und führen zum Stillstand. Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit sind leistungsfähige Werkzeugbeschichtungen unabdingbar. Als Stand der Technik werden vorwiegend einfache Hartchromschichten aus Chrom-VI Verbindungen verwendet. Nachteilig sind die relativ geringe Härte und die geringe Schichtdickenhomogenität. Ebenso bringt die Verwendung hochreaktiver Harzsysteme mit hoher Klebeneigung, die etablierten Schichtsysteme an ihre Anwendungsgrenze.
Im Rahmen des Projektes werden Schichten mit antiadhäsivem Verhalten gegenüber den verwendeten Harzsystemen und gleichzeitig hoher Verschleißbeständigkeit evaluiert. Prinzipiell sind geeignete Beschichtungen verfügbar, wie Vorarbeiten der Fraunhofer Institute gezeigt haben; werden auf Grund des geringen Kenntnisstands bisher aber selten eingesetzt. Durch die große Anzahl an Faser- und Harzsystemen muss die Beschichtung individuell ausgewählt und qualifiziert werden. Umfangreichere Anwendungsversuche im Pultrusionsprozess sind aber sehr risikobehaftet und scheiden aus Kostengründen aus.
Entwickelt werden soll eine standardisierte Prüfmethode, die es ermöglicht, rasch und kosteneffizient eine passende Werkzeugbeschichtung für die jeweilige Faser-Harz-Kombination zu ermitteln. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in den Aufbau eines Beschichtungsleitfadens ein. Ziele sind eine deutlich erhöhte Produktionssicherheit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sowie eine signifikante Zeitersparnis bei der Beschichtungsauswahl. Daraus ergibt sich ein erhebliches Einsparpotenzial für KMU.
Von folgenden Arbeitshypothesen wird bei dem Vorhaben ausgegangen:
Die Ergebnisse aus der zu qualifizierenden Prüfmethoden fließen direkt in den Aufbau eines Beschichtungsleitfadens ein. Dieser soll dem Nutzer, nach Eingabe seiner spezifischen Kombination aus Harzsystem, Verstärkungsfaser, Trennmittel und ggf. weiteren Randbedingungen (Werkzeugwerkstoff, Oberflächenqualität, Maßtoleranzen), geeignete Beschichtungssysteme vorschlagen und Hinweise auf deren Einsatzgrenzen geben.
05.12.2023
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05.12.2023
CU
ABSAGE/VERSCHIEBUNG: Gemeinsame Sitzung der 3er-CU-AG Engineering, Verbindungstechnik, Zerstörungsfreie Werkstoff- u. Bauteilprüfung
06.12.2023
CU
CU Nord
CU Nord-Weihnachtsstammtisch
06.12.2023
CU
CU Nord
Sitzung der AG "Brandschutz"
06.12.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Polyamide 9T – a class of its own
07.12.2023
CU
CU Ost
CU Innovation Day "Composites in Rail - Anforderungen an Faserverbunde in Schienenfahrzeugen"
07.12.2023
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
08.12.2023
CU
MAI Carbon
Business Lunch mit dem Präsidenten von KCarbon aus Südkorea
13.12.2023
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Flexible Handhabungstechnik für Flugzeugbauteile aus Stahl und Faserverbundwerkstoffen für Roboteranwendungen
11.01.2024
CU
MAI Carbon
Webinar zu den neuen Bekanntmachungen der Förderlinie Digitalisierung des Bayerischen Verbundforschungsprogramms (BayVFP)
15.01.2024
CU
CU Nord
CU West
22. Jour Fixe: "Composites-Slam 2024"
17.01.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Energieeffizienz in der Fertigung von faserverstärkten Kunststoffen - Maximale Energieproduktivität für Leichtbau-Produktionsketten
18.01.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
CU Projektforum powered by MAI Carbon
23.01.2024
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26.01.2024
CU
CU Nord
NORTEC – Fachmesse für Produktion
24.01.2024
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25.01.2024
CU
CU Nord
CU Innovation Day "Machine Learning & Smart Factory – How can Composites production be ramped up with AI solutions?"
24.01.2024
CU
CU BW
CU Ost
Effizient, präzise, automatisiert: Roboterbasierte additive und subtraktive Fertigung großformatiger Formwerkzeuge
24.01.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Was wir von Erdbeben über die Ultraschall-Inspektion lernen können – Digitale Zwillinge für zerstörungsfreie Prüfung und Zustandsüberwachung von CFK
26.01.2024
CU
MAI Carbon
Infoveranstaltung zum Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
31.01.2024
CU
CU Switzerland
CU Innovation Day "Structural Health Monitoring meets Non-Destructive Testing"
01.02.2024
CU
MAI Carbon
CU Innovation Day "Nachhaltige Textil-Lösungen für innovative und wirtschaftliche Faserverbundbauteile"
07.02.2024
CU
CU BW
MAI Carbon
10. Fachkongress Composites Simulation
07.02.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Thermoplastic Composites – A Lightweight Path Towards Sustainable Aviation
19.02.2024
CU
CU Nord
CU West
23. Jour Fixe: „Neue Leichtbaulösungen in der Luftfahrt“
22.02.2024
CU
CU West
CU Innovation Day "Faserverbund-Produktionseffizienz durch Digitalisierung“
05.03.2024
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07.03.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
JEC World 2024
14.03.2024
Ceramic Composites
CU
Sitzung des "Doktoranden-AK des Ceramic Composites"
14.03.2024
Ceramic Composites
CU
Sitzung der AG "OxiCer"
14.03.2024
Ceramic Composites
CU
Sitzung der AG "Hybride CMC"
14.03.2024
Ceramic Composites
CU
Mitgliederversammlung Ceramic Composites
15.03.2024
Ceramic Composites
CU
Sitzung des AK "Verstärkung keramischer Werkstoffe"
18.03.2024
CU
CU West
24. Jour Fixe „Energieeinsparung durch Leichtbau“
20.03.2024
CU
CU Nord
MAI Carbon
CU Innovation Day "Unmanned Aerial Vehicle and Unmanned Aerial System"
22.03.2024
CU
CU Ost
13. Ordentliche Mitgliederversammlung CU Ost
22.03.2024
CU
MAI Carbon
Infoveranstaltung zum Bildungs- und Personalnetzwerk SIAT
15.04.2024
Ceramic Composites
CU
CU West
25. Jour Fixe „Prepreganwendungen: CFK & CMC“
24.04.2024
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25.04.2024
CU
CU Ost
Faserverbund Sandwich-Tagung
14.05.2024
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16.05.2024
CU
CU Bau
"Carbonbeton – Faserverbundwerkstoffe für Neubau und Sanierung" – CU Bau-Podium bei den 68. BetonTagen in Ulm
13.06.2024
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14.06.2024
CU
CU Ost
27. Internationales Dresdner Leichtbausymposium
19.06.2024
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20.06.2024
Ceramic Composites
CU
CU Nord
CU West
CU Innovation Day "Composites in Defense Applications"
19.06.2024
CU
CU West
Mitgliederversammlung CU West
21.08.2024
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
26.11.2024
CU
6. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e.V. & Zwanzigjahrfeier
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Composites United e.V. ist ein Verbund von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, der die gesamte Wertschöpfungskette für faserbasierten multimaterialen Leichtbau in Deutschland, Österreich und der Schweiz abdeckt. Dazu kommen internationale Vertretungen in Japan, Süd-Korea, China und Indien.