ITA auf der JEC World 2018

21.02.2018

6.-8. März 2018, Paris, Frankreich                                  Am Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau, kurz AZL, in Halle 5A Stand C55 demonstriert das ITA seine Fähigkeiten entlang der gesamten Prozesskette: Vom Rohstoff über die Faser hin zu innovativen Textilien und ganzen Bauteilen. Anhand verschiedener Demonstratoren werden ausgewählte innovative Prozesse und Produkte über die einzelnen Schritte hin dargestellt. Die Exponate stammen aus unterschiedlichen Anwendungsfeldern und sind unter anderem interessant für Automotive, Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Sport- und Freizeitgeräteherstelle sowie Tape-, Faser- und Bauteilhersteller von Faserverbundwerkstoffen. Anbei eine Auswahl:

  1.	AutoTow Urheberrecht: ITA 1. AutoTow

1. AutoTow

AutoTow ist eine Spreizanlage mit automatischer Regelung der Spreizbreite. Sie erstellt trockene binderfixierte Tapes mit homogener Breite und steigert die Produktionsgeschwindigkeit um den Faktor 2-3 (bis zu 100 Metern pro Minute) im Gegensatz zu vergleichbaren aktuellen Produktionsprozessen (bis zu 30 Metern pro Minute) Dazu lässt sich die Spreizbreite automatisch über Online-Kamera-Messtechnik einstellen. Weitere Vorteile:

  • Weniger Produktionsausschuss durch eine durchgängige Qualitätsüberwachung in der Tapeherstellung
  • Die Spreizbreite lässt sich während der laufendenden Produktion einstellen und verhindert eine Unterbrechung des Produktionsprozesses.

Die AutoTow-Spreiztechnologie ist für Tape-, Faser- und Bauteilhersteller von Faserverbundwerkstoffen interessant und kann sofort beim Kunden eingesetzt werden. Weitere Informationen erhalten Sie über .

  2.	Geflochtenes Hexagon Urheberrecht: ITA 2. Geflochtenes Hexagon

2. Umflechtverfahren für Faserverbundwerkstoffe

Der Demonstrator zeigt eine Möglichkeit auf, textile Verstärkungsstrukturen (Preforms) aus verschiedenen Fasermaterialien wie Aramid-, Basalt-, Carbon-, Glasfasern und Ultra High Molecular Weight-Polyethylenfasern in einem einzigen Prozess durch Umflechten eines endkonturnahen Körpers herzustellen. Das Umflechtverfahren wird eingesetzt, um geschlossen-profilierte Faserverbundwerkstoffe für Leichtbauanwendungen zu erzeugen.

Vorteile daraus sind Gewichtsreduktion, Energieeinsparung und Steigerung der Leistungsfähigkeit, zum Beispiel der Fahrdynamik in einem Sportfahrzeug. Diese Vorteile machen das Umflechtverfahren insbesondere für Luft- und Raumfahrt, Automotive, Maschinenbau, Sport- und Freizeitgerätehersteller interessant. Weitere Informationen erhalten Sie über .

  3.	Vectran-Hybridfaser Urheberrecht: ITA 3. Vectran-Hybridfaser

3. Hybridgarnbasierter carbonverstärkter Kunststoff (CFK) mit Vectranfaser-Anteil

Das Exponat besteht aus carbonfaserverstärkten Kunststoff-Platten mit einem unterschiedlich hohen Anteil an Carbon- und Vectranfasern. Diese Platten ermöglichen es, gewünschte Dämpfungseigenschaften kundenspezifisch herzustellen, zum Beispiel für Fahrzeuge mit hohen Anforderungen an das Dämpfungsverhalten. Dazu erreichen sie eine Senkung der Bauteildicke und damit eine Reduzierung von Kosten. Sie sind besonders für Automobilzulieferer interessant.

Weitere Informationen erhalten Sie über .

  4.	Hybridgarn-Tankdeckel Urheberrecht: ITA 4. Hybridgarn-Tankdeckel

4. Hybridgarn-Tankdeckel

Das Exponat zeigt ein konsolidiertes Hybridgarngewebe aus Carbonfasern und Polyamid 6 in Form eines Tankdeckels der Firma Schappe Techniques aus Frankreich. Hybridgarntextilien sind faltenfrei drapierbar und erlauben die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Geometrien. Der Tankdeckel aus Hybridgarn demonstriert, dass hochwertige Hybridgarnbauteile auf industriellen Anlagen hergestellt werden können.

Weitere Vorteile von Hybridgarn-Verbundwerkstoffen sind:

  • Recycelbares thermoplastisches Verbundsystem
  • Verarbeitbarkeit von hochviskosen Thermoplasten (PEEK oder PPS) durch kurze Fließwege der Thermoplastschmelze
  • Hohe Produktionsraten.

Textile Gewebe auf Basis von Hybridgarnen sind für Unternehmen relevant, die Verbundwerkstoffe mit komplexen Formen entwickeln. Automobil-, Luft- und Raumfahrt- oder Sportindustrie werden von der Verwendung hybrider Garnkomposite profitieren. Weitere Informationen erhalten Sie über .

  5.	Laserstrahlgeformte Preform Urheberrecht: ITA 5. Laserstrahlgeformte Preform

5. Lasermaterialbearbeitung textiler Preforms zur Integration von Krafteinleitungselementen

Der Demonstrator zeigt das Potential der Lasermaterialbearbeitung zur Herstellung von Bauteilen und zur Realisierung von Schnittstellen für Material-Mischbauweisen. Er präsentiert die Vorteile der hochpräzisen Lasermaterialbearbeitung zur Integration von Krafteinleitungselementen in textile Preforms. Nach dem gemeinsamen Aushärten von Verstärkungstextil mit integriertem Krafteinleitungselement kann so die Effizienz der Fügestelle gesteigert werden.

Erforderliche Auszugskräfte werden signifikant erhöht. Somit sind insgesamt weniger Krafteinleitungselemente und Fügestellen erforderlich. So kann Gewicht eingespart und Prozesszeiten bei der Fertigung verkürzt werden. Die Anzahl erforderlicher Fügestellen kann so um 50 Prozent reduziert werden. Dies ist besonders für die Branchen Automobilbau und Luft- und Raumfahrt interessant. Weitere Informationen erhalten Sie über .

  6.	Multi-Filament-Wound Pressure Vessel Urheberrecht: ITA 6. Multi-Filament-Wound Pressure Vessel

6. Multi-Filament-Wound Pressure Vessel

Die Multi-Filament-Wound Pressure Vessel ist ein Druckbehälter aus Carbon Tow Prepreg. Er wurde im Multifilament-Wickelverfahren hergestellt mit der Besonderheit, dass die Rovings ungekrümmt auf dem Behälterkern abgelegt werden.

Faserverbund-Druckbehälter dienen als Kraftstoffspeicher in Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Sie sind besonders geeignet, da sie sich durch geringes Gewicht und hohe Stabilität auszeichnen. So können die hohen Speicherdrücke von bis zu 700 bar ertragen und gleichzeitig die Reichweite des Fahrzeugs gesteigert werden.

Die Behälter wurden bei der Firma Murata Machinery Ltd., Japan, im Multifilament-Wickelverfahren hergestellt. Die Maschine in Japan verarbeitet bis zu 180 Rovings gleichzeitig und erzeugt so eine vollständige Faserlage auf dem Kern in nur einem Schritt. Die Produktionsgeschwindigkeit wird im Vergleich zum herkömmlichen Nasswickelverfahren erheblich gesteigert. Die Maschine wurde speziell zur Herstellung von Faserverbund-Druckbehältern für die Gasspeicherung in Fahrzeugen mit Brennstoffzellen-Antrieb entwickelt. Am ITA steht für Versuchszwecke ein Prototyp der Maschine (MFW48-1200) der Firma Murata Machinery Ltd., Japan. Diese Maschine verarbeitet bis zu 48 Rovings gleichzeitig.

Die Vorteile sind:

  • Die Zykluszeit für das beschriebene Multifilament-Wickelverfahren ist bis zu 50 mal geringer als beim herkömmlichen Nasswickelverfahren
  • Es handelt sich um ein hochproduktives Verfahren für Einsatz in Großserie
  • Die ungekrümmte Faserablage bietet gleichzeitig hervorragende mechanische Eigenschaften.

Diese Vorteile machen das Verfahren insbesondere für die Anwender und Hersteller von Drucktanks und Anwender der Wickeltechnik interessant. Weitere Informationen erhalten Sie über .