Im Rahmen des Project R.A.C.E. (Reaction Application for Composite Evolution) hat Reinsicht und das IFB zusammen mit seinen Partnern einen entscheidenden Entwicklungsschritt zur Industrialisierung der neuen CAVUS-Technologie von KTM Technologies geleistet, der es zukünftig erlaubt, komplexe und funktionsintegrierte Faserverbund-Hohlbauteile im automatisierten Hochdruck-RTM-Prozess zu fertigen. Im Rahmen des Projektes fertigt das R.A.C.E-Team das Bauteil bei gesteigerter Performance mit einem Gesamtgewicht von lediglich 265 Gramm. Das ist eine Gewichtsersparnis von über 60 Prozent!
Die Herausforderung für den Kennzeichenträger liegt im Zusammenspiel der richtigen Auslegung gepaart mit einem produktionsgerechten Design des Bauteils und der Kombination von effizienten Verfahren auf Basis der innovativen CAVUS-Technologie von KTM Technologies. CAVUS bezeichnet die automatisierte Prozesskette für die Herstellung von strukturellen, komplexen Hohlbauteilen: von der Kernfertigung und Herstellung der Preforms mit Carbonfasern, beispielsweise in Flechttechnologie, über den HP-RTM-Prozess bis zum Auslösen des Kernmaterials. Hierdurch lassen sich ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten in Design und Funktion realisieren.
Der Prozess startet mit dem Sandkern der Firma Reinsicht. Genau wie beim Bau einer Sandburg benötigt man einen Binder, um dem Sand eine feste Form zu geben. Wie druckstabil eine solche Kernstruktur ist, erläutert Ivo Herzog, Geschäftsführer von Reinsicht: „Reinsicht ist in der Lage, komplexe Geometrien druckstabil mittels Sand herzustellen. Hierbei können die hergestellten Sandkerne einem enormen Injektionsdruck von bis zu 200 bar bei üblichen RTM-Werkzeugtemperaturen standhalten. Der verwendete Binder ist hierbei wasserlöslich, sodass der Kern am Prozessende ganz einfach mit herkömmlichem Wasser umweltfreundlich ohne jegliche Art von Lösemitteln herausgespült und recycliert werden kann.“ Genau diese Kombination der Eigenschaften in diesem Sandkern ist der Schlüssel in der Entwicklung und späteren Herstellung komplexer FVK Hohlstrukturen.
Der zweite Teil ist der passgenaue Carbon-Preform. Dr. Stefan Carosella, Gruppenleiter Faserverbundtechnologie vom IFB, erklärt die Herstellung: „Es handelt sich um einen Flechtprozess, bei dem die Carbonfasern um den Sandkern geflochten werden. Hierbei sind die Lage, der Winkel und die Ausrichtung jeder einzelnen Faser enorm wichtig, um nachher Kräfte, welche auf das Bauteil wirken, richtig aufzunehmen.“ Die exakte Bestimmung und Optimierung dieser Faserorientierungen, die von der Bauteilgeometrie und gleichzeitig den Flechtprozessparametern abhängt, erfolgt über die am IFB entwickelte Flechtsimulation.
Neben der reinen Flechtvariante hat das IFB eine Glas/Crabon-Faser Hybridvariante aus Flechten, TFP und paralleler Funktionsintegration mitentwickelt und wird diese mit seinen Partnern auf dem Leichtbau BW Stand (4/C04) der Composite Europe 2017 in Stuttgart vorstellen.
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