Composites (Leichtbau)

Composites, FKV (Faser-Kunststoff-Verbund)

Die Materialien mit maximaler Flexibilität für Halbzeuge, die sehr leicht sein müssen und gleichzeitig eine hohe Steifigkeit und Festigkeit vorweisen müssen.

Der Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) setzt sich zusammen aus einem Matrix-Teil und einem Faser-Teil. Die Matrix besteht grundsätzlich aus Thermoplast entweder als Rohmaterial (Polymer-, Granulat- oder Pulverform) oder als halbfertiges Erzeugnis (Folien- oder Faserform). Die benötigte Faser ist Glas oder Carbon als Rohmaterial, Faden, Garn, Fasern, etc. als Rohmaterial oder als Halbzeug oder in halbfertiger Form als Matten, Vlies, Stoff, etc.

2 + 2 = 5! Composites leisten als Verbund mehr, als die beteiligten Ausgangsstoffe einzeln. Nur durch die Verbindung zwischen Faser und thermoplastischer Matrix entsteht ein enorm fester und steifer Werkstoff mit gleichzeitig sehr geringer Dichte und niedrigem Gewicht.

Vorteile des Materials:

  • Hohes Leichtbaupotential durch hervorragende gewichtsbezogene Steifigkeit und Festigkeit
  • Eine Vielzahl von physikalischen Eigenschaften
  • Maßgeschneiderte Werkstoffe können realisiert werden
  • Große Gestaltungsfreiheit und Flexibilität in der Fertigung

 

Intervall Heißpresse

Intervall Heißpresse

 

Intervallheißpressen (CCM-Technologie)

Seit mehr als 15 Jahren entwickeln, konstruieren und bauen wir im Bereich des Leichtbaus Intervallheißpressen mit dem Continuous Compression Molding (CCM) Verfahren.

Continuous Compression Molding (CCM) ist ein intermittierender aber kontinuierlicher Produktionsprozess, bei dem Fasern, Gelege, UD-Tapes, etc. (Kohlefasern, Glasfasern, Aramidfasern, Naturfasern, etc.) mit einer thermoplastischen Matrix (PP, PPS, PEKK, PEEK, PA, etc.) voll konsolidiert werden. So werden Halbzeuge (Organobleche oder Profile) erzeugt, welche einen hohen mechanische Widerstand bei extrem niedrigem Gewicht (Leichtbau) aufweisen.

Je nach Produktanforderung können unterschiedlichste Materialkombinationen und Lagenaufbauten verwendet werden. Das CCM-Verfahren ermöglicht eine nahezu endlose Produktion: das Material wird mithilfe einer Vorschubeinheit durch die Presse gezogen, welche sich zyklisch öffnet und schließt. Präzise geregelte Laminatdrücke von bis zu 25 bar sowie Temperaturen von maximal 420°C ermöglichen die Produktion von Halbzeugen (Organoblechen) in Form von Platten oder Profilen.

Der Lagenaufbau kann je nach Anwendungsfall auf verschiedene Arten erfolgen. Durch Film-Stacking (trockene Gewebematten mit Thermoplastfolien) oder durch vorkonsolidierte UD-Tapes können High-Quality-Polymere erzeugt werden. Die direkte Injektion der Matrix aus der Granulatform eignet sich hingegen besonders für die Herstellung von kosteneffizienten Faserverbundwerkstoffen.

Die im CCM-Verfahren hergestellten Halbzeuge weisen einen Porositätsgrad von unter 1% bei einer extrem niedrigen Maßtoleranz auf. Durch ein Hot-Forming oder mechanisches Verfahren können die Halbzeuge weiterverarbeitet werden.

Wir unterscheiden in der CCM-Technologie zwischen einer Single-Stage Presse, mit welcher Platten und vereinfachte Profile hergestellt werden können, und einer Double-Stage Presse, die zur Herstellung von Profilen genutzt wird.

 

Single-Stage Presse

Halbzeug-Geometrie:   Platten  mit Entwicklungsaufwand möglich: Vereinfachte Profile

Halbzeug-Abmessungen: Breite bis zu 1270 mm, Länge nahezu ∞

Laminatstärke: bis zu 10 mm

Laminatdruck: 25 bar

Geschwindigkeit: bis zu 150 m/h (abhängig von Lagenaufbau und Material)

Maximale Temperatur Heizzonen: bis 450 °C

Temperatur Kühlzone Wasser: bis 140°C

Temperatur Kühlzone Öl: bis 350°C

 

Double-Stage Presse

Halbzeug-Geometrie: Profile                       

Halbzeug-Abmessungen: Breite bis zu 310 mm, Höhe bis zu 220 mm, Länge nahezu ∞

Laminatstärke: bis zu 10 mm

Laminatdruck: 25 bar

Geschwindigkeit: bis zu 35 m/h (abhängig von Lagenaufbau und Material)

Maximale Temperatur Heizzonen: bis 450 °C

Temperatur Kühlzone Wasser: bis 140°C

Temperatur Kühlzone Öl: bis 350°C

 

 

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