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Maschinenbau

Leichtbau für die Automobilindustrie

Dieffenbacher auf der JEC World in Paris

Leichtbau für die Automobilindustrie

Fiberforge Tapelegeverfahren: Kombination unidirektionaler Carbon-/Glasfasertapes mit Thermoplast. (Bildquelle: Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagebau)

Auf der Fachmesse JEC World in Paris (8. – 10. März 2016) präsentiert Dieffenbacher in Halle 6 Stand B31 Entwicklungen rund um das Pressen von faserverstärkten Kunststoffbauteilen. Die Innovationen ermöglichen der Automobilindustrie vollautomatische Abläufe, kürzere Zykluszeiten und effizientere Herstellungsprozesse.

Fiberforge Tapelegeverfahren: Carbon-Verstärkung für technische Thermoplaste

In der Tailored LFT-D Anlage ist das neue Dieffenbacher Fiberforge Tapelegeverfahren für Carbonfaser-Tapes in eine LFT-D-Anlage integriert. Durch die Verbindung von Carbonfasern mit langfaserverstärkten Thermoplasten lassen sich selbst strukturelle Bauteile kostenoptimiert herstellen.

Im Fiberforge Tapelegeprozess werden Tapes aus unidirektionalen Endlosfasern in einem frei konfigurierbaren Schichtaufbau zu endkonturnahen Formen gelegt. Mit dieser generativen Fertigungsmethode kann man beliebige Faserorientierungen lastgerecht im Bauteil platzieren, meist sogar ohne jeglichen Schnittabfall. Durch den Einsatz solcher Schichtaufbauten zur Versteifung der Struktur in Verbindung mit einem fließfähigen langfaserverstärktem Thermoplast können in einem Co-Molding Prozess beispielsweis dünnwandige Versteifungsrippen ausgeformt werden. Ebenso lassen sich auf diese Weise Einlegeteile wie Gewindehülsen, Lasteinlenkungselemente, Elektrokabel oder Antennensysteme in das Bauteil integrieren.

Preform Center: CFK wird fit für die Großserie

Sowohl die Prozesse als auch die Anlagentechnik des Preform Centers sind Eigenentwicklungen von Dieffenbacher. Die Technologie ermöglicht die Herstellung komplexer Carbonfaser-Preforms in kurzen Zykluszeiten. Entscheidender Faktor hierbei ist die Automatisierung des Drapiervorgangs: Die Zykluszeiten wurden von bis zu drei Stunden auf unter drei Minuten gesenkt und die Ausbringungsleistung wurde deutlich erhöht.

Die Preform Technologie von Dieffenbacher ermöglicht zudem eine endkonturnahe Abbildung des späteren Bauteils mit minimalem Verschnitt. Dadurch ergibt sich eine geringe Abfallrate sowie Faserorientierungen, die den Belastungsanforderungen des späteren Bauteils gerecht werden. Mit der Preform Technologie macht Dieffenbacher den Weg frei für den Einsatz kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe (CFK) in der automobilen Großserie: 120.000 Bauteile pro Jahr sind mit dem neuen Verfahren realisierbar.

Compression RTM: weniger Druck, kürzere Zykluszeiten, mehr Festigkeit

Dieffenbacher ist es gelungen, mit einer Modifikation des HP-RTM-Verfahrens bei der Bauteilfertigung aus Carbon die Taktzeiten weiter zu verkürzen und die Herstellungskosten zu senken. Beim herkömmlichen HP-RTM-Verfahren wird mit hohem Druck von bis zu 80 bar das Harz in das komplett geschlossene Werkzeug eingespritzt. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass durch den hohen Druck Beschädigungen der Preform mit Beeinträchtigung der Bauteilqualität entstehen können.

Im neuen Compression RTM-Verfahren wird das Harz mit einem Druck von nur 5 bis 10 bar in das nicht ganz geschlossene Werkzeug gespritzt. Für die Verteilung des Harzes und die Durchdringung der Preform sorgt die Kraft der Presse, die sich nach dem Benetzungsvorgang schließt. Wesentliche Vorteile sind die kürzeren Injektionszeiten sowie die Möglichkeit, mehr Carbonfasern zu verwenden, wodurch das Bauteil eine höhere Festigkeit erhält.

Surface RTM: erstklassige Oberflächen ohne Nachbearbeitung

Eine weitere Verbesserung im Bereich Carbon bietet Dieffenbacher mit dem Surface-RTM-Verfahren: Hierbei werden direkt nach der Herstellung der Preform – im noch geschlossenen Werkzeug und während des Presszyklus – erstklassige Carbon-Oberflächen erzeugt. Diese sind ohne weitere Nachbehandlung lackierbar. Soll die Carbonoptik des Bauteils erhalten bleiben, kann ein Klarlack eingespritzt werden. Die Oberflächen-Qualität entspricht den hohen Anforderungen der Automobilindustrie.

Bislang war die Herstellung von Bauteilen aus Sichtcarbon mit hohen Kosten verbunden, weil teilweise eine manuelle Nachbearbeitung der Oberflächen erforderlich war. Mit dem Surface-RTM-Verfahren von

Dieffenbacher entfällt dieser kosten- und zeitaufwändige Schritt. Dies bringt eine Ersparnis von bis zu 60 Prozent gegenüber dem konventionellen Prozess. Ein wichtiger Schritt in Richtung bezahlbarem Leichtbau.

Nasspressverfahren: wirtschaftliche Alternative für hochbelastbare Bauteile

Das Nasspress-Verfahren wird eingesetzt zur Herstellung von Carbonfaserbauteilen mit geringer dreidimensionaler Komplexität – etwa Strukturbauteile wie Fahrzeug-Antriebstunnel oder Verstärkungen im Dachbereich, die besonders hohe Belastungen aushalten müssen. Beim Nasspressverfahren handelt es sich um einen offenen duroplastischen Prozess, in dem das Bauteil in der Presse unter Druck und Temperatur ausgehärtet wird. Verglichen mit dem etablierten HP-RTM Verfahren bietet das Nasspressverfahren eine wirtschaftlichere Alternative mit einer einfacher gehaltenen Prozesskette.

Als internationale Unternehmensgruppe im Maschinen- und Anlagenbau ist die Dieffenbacher GmbH der führende Hersteller von Pressensystemen und kompletten Produktionsanlagen für die Holz- und Automobilindustrie. Im Jahr 2014 verzeichnete das Unternehmen aus Eppingen im Heilbronner Land einen Umsatz von 469 Millionen Euro. Als familiengeführtes Unternehmen legt Dieffenbacher besonderen Fokus auf die Aus- und Weiterbildung der Nachwuchskräfte, auch über spezielle jährliche Schulungsprogramme. Weltweit arbeiten etwa 1.800 Mitarbeiter an 17 Produktions- und Vertriebsstandorten für den Anlagenbauer.

Innovation, Mut zu Neuem und branchenübergreifendes Denken macht das Unternehmen seit jeher aus: Gegründet als Schlossereibetrieb im Jahre 1873 von Jakob Dieffenbacher ist das Unternehmen seither im Familienbesitz, inzwischen in fünfter Generation. Noch heute stehen für Dieffenbacher die Kundenbeziehung und das Vertrauen als Anspruch im Mittelpunkt. So bietet das Eppinger Unternehmen auch nach der Inbetriebnahme einen ganzheitlichen Service rund um die Anlage.

Der Geschäftsbereich Composites entwickelt Verfahren, Pressen und vollautomatisierte Produktionslinien zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen aus den Werkstoffen LFT, GMT, SMC und CFK.

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Allgemein

Südkoreanisches Fernsehen berichtet über SURAGUS

Südkoreanisches Fernsehen berichtet über SURAGUS

Am 25. September empfing die SURAGUS GmbH ein Team der großen südkoreanischen Fernsehanstalt KBS in ihrem Unternehmenssitz in Dresden. Für einen Fernsehbeitrag zum Thema Netzwerke stellte das Unternehmen sich selbst, seine Produkte sowie zentrale Aspekte der Netzwerkarbeit mit Geschäftspartnern und Forschungsinstituten vor.

SURAGUS, ein Spin-Off aus dem Fraunhofer Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren Dresden (seit 2014 IKTS-MD), entwickelt berührungslose Prüftechnik und unterhält intensive Geschäftsbeziehungen zu südkoreanischen Partnern. Das Unternehmen gilt damit als Vorzeigebeispiel für die internationale Netzwerkarbeit.
Im Interview mit dem südkoreanischen Fernsehsender stellte Richard Kupke, Projektleiter für die Prüfung von Carbonfaserwerkstoffen, zudem die Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie heraus, von der letztlich auch internationale Partner profitieren. „Wir sind stolz, dass unsere Produkte zur Qualitätssicherung die qualitativ hochwertigen, südkoreanischen Produkte in der Display- oder Carbonindustrie noch besser machen.“

Korean Broadcasting Systems (KBS) ist die größte öffentlich-rechtliche Fernsehanstalt in Südkorea und wird die Dokumentation voraussichtlich im Oktober 2014 ausstrahlen.

Die SURAGUS GmbH ist eine Ausgründung des Fraunhofer Instituts für zerstörungsfreie Prüfverfahren
Dresden und entwickelt Systeme zur berührungslosen inline- und offline- Charakterisierung von
Carbonfaserwerksstoffen und Dünnschichten. Diese beinhaltet u. a. die Messung des
Schichtwiderstandes und der Schichtdicke von dünnen Metallbeschichtungen (Al, Mo, Zn, Ag),
funktionalen transparenten Dünnschichten auf Glas auf Folie (ITO, Graphene, Metall grid, CNT,
Nanodrähte) und Wafer-basierten Systemen über Einpunkt-Meßgeräte sowie Inline und Mapping-
Lösungen. Des Weiteren entwickelt SURAGUS Testlösungen für die Strukturanalyse von Kohlefaser-Werkstoffen (RCF, Carbongelege, Carbongewebe, Carbonfliese, Prepegs und CFK) und für die Bestimmung lokaler Flächengewichtsveränderungen.

Anwendung findet die Technologie in der berührungslosen Schichtwiderstandsmessung von funktionalen Dünnschichten (TCOs, CNTs, Metallisierungen, Silber-Nano-Drähten) sowie der berührungslosen Orientierungsprüfung und Defektoskopie in Carbonfaserwerkstoffen (Ondulationen, Impacts, Gasen, Aufschiebungen). Zudem ist eine berührungslose Flächengewichtsbestimmung in vielen Carbonfaserwerkstoffen sowie die Bestimmung von Verfestigungsgradienten von Superlegierungen. Des Weiteren kann eine Schichtdickenmessung von Dünnschichten und Beschichtungen bereits ab 5 nm Dicke erfolgen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen im Fehlermapping in leitfähigen Schichtsystemen (Risse, Poren, Delaminationen u.v.m.).

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Herr Alexander Neitzel
Maria-Reiche-Straße 1
01109 Dresden
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alexander.neitzel@suragus.com
http://www.suragus.com

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