Das Roving - Grundlage für Composites

Das Roving ist der elementare Bestandteil für die Produktion moderner CFK und Faserverbundstoffe: Rovings sind der Rohstoff für die Preform- oder Halbzeugherstellung und damit auch für alle Composite Produkte. Durch unterschiedliche Strukturen, Materialien und Eigenschaften eignen sich die Faserbündel für verschiedene Einsatzbereiche und ermöglichen durch die große Breite an möglichen Herstellungsvarianten eine optimale Anpassung an die jeweiligen Anforderungen.

Verschiedene Arten und Produktionsstufen

Ein Roving ist ein Strang parallel liegender Filamente (auch als Endlosfasern bekannt), der entweder zu einer Spule mit Außenabzug oder in einer stützfreien Packung mit Innenabzug aufgerollt wird.

Im Gegensatz zu Seilen sind die einzelnen Filamente hier üblicherweise nicht miteinander verflochten, sondern nur lose zusammen gebündelt. Dadurch hat ein Standard-Roving keine runde, sondern eine elliptische oder rechteckige Grundform. Die gängigsten für die Faserherstellung verwendeten Materialien sind:

• Carbonfasern
• Glasfasern
• Aramidfasern
• Basaltfasern

Ein Roving besteht meist ausschließlich aus Fasern eines bestimmten Typs und ist somit sortenrein. Sind verschiedene Materialien enthalten, spricht man von sogenannten Hybriden.

Die Differenzierung zwischen Direkt- und assemblierten Rovings ist eine weitere Methode, die Composite Werkstoffe zu klassifizieren. Direktrovings bezeichnen Bündel, deren Filamente direkt in der herstellenden Produktionsstätte zusammengefasst werden. Sie sind eine Art Vorprodukt der assemblierten Rovings, die aus dem Zusammenfassen mehrerer DRs entstehen. Durch die Bündelung und Verarbeitung erhöht sich die Tex-Anzahl und Dicke der Faserstränge, die so besser und individueller verarbeitet werden können.

Maße zur Differenzierung und Unterscheidung

Wie in allen Branchen gibt es auch in der Roving-Herstellung gewisse Einheiten, die zur Qualitätssicherung und Unterscheidung der Produkte genutzt werden. Das bereits erwähnte Tex-Maß gibt das Verhältnis von Gewicht und Länge eines Faserstoffs an. 300 Tex bedeuten beispielsweise, dass ein Kilometer eines Fadens 300 Gramm wiegt. Die Höhe des jeweiligen Betrags wird durch das Material und dessen Stärke bestimmt. So besitzen zwei Carbon-Fasern unterschiedlicher Dicke auch unterschiedlich große Tex-Beträge obwohl sie aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

Eine weitere wichtige Einheit ist die Anzahl der Einzelfilamente, Titer genannt. Diese Kenngröße gibt Aufschluss darüber, wie viele Einzelfasern in einem Roving enthalten sind und wird in der Einheit K (1.000 Stück) angegeben. Ab einer Filamentanzahl von 24 K, also mehr als 24.000 Einzelfasern in einem Roving, spricht man von Heavy Tows. Vor der weiteren Verarbeitung ist es meist nötig, diese HTs aufzuspreizen, da sie eine hohe Steifigkeit besitzen und andernfalls nicht zu flächigen Geweben verarbeitet werden können.

Verarbeitung und Verwendung

Während Composites in der Vergangenheit überwiegend manuell hergestellt wurden, ist die Fertigung heute ein hoch technisierter Prozess, der größtenteils von Maschinen durchgeführt wird. Die Automatisierung ermöglicht neben einer deutlichen Kostenreduktion und einer effizienteren Fertigung auch eine Steigerung der Einsatz- und Verarbeitungsmöglichkeiten. So können Rovings nicht nur als unidirektionale Schicht verlegt, sondern auch zu Halbzeugen oder mehrdimensionalen Fasergeweben weiterverarbeitet werden.

Halbzeuge sind Bahnen oder spezielle Zuschnitte aus verwobenen Roving-Fasern. Standardmäßig stehen die Fäden der Gewebematrix im 90°-Winkel zueinander und bilden ein Gitternetz. Mit Anlagen von Compositence ist es möglich, den Halbzeugen speziellere und zweckorientierte Strukturen einzuweben. So können individuelle Faserorientierungen und lokale Verstärkungen dem Carbon-Stoff eine zusätzliche Verstärkung geben und ihn so widerstandsfähiger gegenüber Lasten machen.

Gleiches gilt für die PrePreg-Herstellung. Ähnlich wie Halbzeuge bestehen diese aus verwobenen Roving-Bahnen, sind aber schon mit Bindemitteln und Chemikalien behandelt. Eine besondere Struktur verschafft auch ihnen mehr Stabilität und Belastbarkeit.

Beim von Compositence entwickelten und patentieren Automated Fiber Placement wird der Fertigungsschritt der Halbzeugherstellung jedoch übersprungen und aus dem Roving direkt die Preform gelegt. Auf diese Weise wird besonders verschnittarm und somit materialsparend produziert.

Die diversen Verarbeitungsformen und Arten von Rovings ermöglichen es Ihnen, das für ihre Anwendung passende Produkt zu finden. Eine hohe Qualität und passgenauer Einsatz für die Herstellung Ihrer individuellen Carbon Composite-Produkte ist damit stets gewährleistet.