Sticktechnologie TFP

TAILORED FIBER PLACEMENT (TFP)

Kosten und Gewicht von Kohlenstofffaser-Bauteilen durch gezielte, automatisierte Verlegung von Carbon-Endlosfaser senken.

DEN RTM-PROZESS IM GRIFF

Wir haben das Druck-Harzinjektionsverfahren RTM (Resin Transfer Moulding) zur Perfektion entwickelt. Heute denken wir einen Schritt weiter. Das RTM-Verfahren auf Basis von Kohlenstofffaser-Halbzeugen lässt sich wirtschaftlich sehr gut für einfache oder nichttragende Bauteile umsetzen. Die Herstellung komplexer Strukturbauteile gestaltet sich jedoch aufwendig. Sobald es um tragende Bauteile geht, müssen die Fasergewebe beziehungsweise -gelege zugeschnitten, einzeln eingelegt und geschichtet werden. Neben hohem manuellen Arbeitsaufwand beim Einlegen in die RTM-Form bedeutet dies rund 30 bis 40 Prozent Verschnitt des teuren Halbzeugs und Festigkeitsverluste an Schnittkanten und Faserenden im fertigen Bauteil.

Vorteile

Automatisierte Verarbeitung

Automatisierte Verarbeitung von Carbon-Endlosfaser für ein bislang unerreichtes Verhältnis von Preis, Festigkeit und Gewicht

Materialverstärkung

Gezielte Materialverstärkung mittels im Kraftfluss verlegtem Roving

Funktionsintegration

Funktionsintegration mithilfe von Schaumeinlagen(Sandwich-Bauweise)

Wirtschaftlichkeit

Wirtschaftliche CNC-Sticktechnik für reproduzierbare Bauteil-Eigenschaften

Verringerte Rohstoffkosten

Verzicht auf teure verschnittbehaftete Carbonfaser-Halbzeuge, um 60 bis 70 % verringerte Rohstoffkosten

Reduzierte Einlegezeit

Extrem reduzierte Einlegezeit im RTM-Prozess für minimierte Fertigungskosten

Große Freiform- und Strukturbauteile

Große Freiform- und Strukturbauteile in exzellenter Oberflächengüte umsetzbar

Forschungsauftrag:

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), fördert die Weiterentwicklung des dargestellten Fertigungsprozesses durch die Joachim Keim GmbH. Ziel des Projektes ist, das Verhältnis von Festigkeit zum Gewicht von Strukturbauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff wesentlich zu verbessern. Die Joachim Keim GmbH plant gleichzeitig eine Kostenreduktion von mindestens einem Drittel, gegenüber bislangeingesetzten Verfahren und bereitet Stick-Prozesse, sowieangepasstes RTM-Verfahren für den Serieneinsatz vor.Erste Projekte mit der Industrie sind in der Planung.Das gesamte Projektvolumen beläuft sich auf 620.000 Euro,wobei das BMBF 370.000 Euro zusteuert.

Maßgeschneiderte Strukturbauteile:

Die Lösung, die wir aktuell im Rahmen eines Forschungsauftrages in die Serie bringen, heißt Tailored Fiber Placement (TFP). Statt Kohlenstofffaser-Halbzeuge nutzt unser RTM-Verfahren einen gestickten Preformling, der direkt aus dem endlosen Carbon-Faden ohne Verschnitt und Schnittkanten hergestellt wird. Dabei legen wir den Roving CNC-gesteuert in Kraftflussrichtung ab und fixieren ihn durch ein Stickverfahren auf einem Hilfsgewebe. Der konturgenaue Preformling besitzt bereits die abgewickelte Form des fertigen Bauteils. Mit dem gestickten Preformling folgt ohne weiteren Vorbereitungsschritt ein angepasster RTM-Prozess. In dieser Herstellungsphase vereinfacht und verkürzt der Preformling das Einlegen in die RTM-Form und reduziert so die Fertigungszeit gegenüber der Verarbeitung von Carbonfaser-Halbzeugen. Das TFP-Verfahren ermöglicht die genaue Steuerung von Faserdichte und – ausrichtung im Kraftfluss. Unsere Bauteile werden kein Gramm schwerer als nötig.