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Mit der TowPreg-Technologie hält die in der Luftfahrt als PrePreg bekannte Faser Einzug in kostensensitive Anwendungen. Höchste Genauigkeit und besonders gleichmäßig gefertigte Composite-Bauteile sind das Ergebnis. Besonders bei der 2D-Fertigung bietet die Technik schnelle und hochwertige Lösungen bei gleichbleibend guter Performance. Im Speziellen profitieren Volumenanwendungen, wie sie in der Automobilherstellung zum Einsatz kommen, von diesem Fasertyp.
Vorteile der Produktion mit TowPreg
Die auf einer Spule aufgewickelten, mit Harz vorimprägnierten Fasern – ein Derivat des PrePreg – werden durch die sogenannte Dry Winding Method aufgebracht, was im Vergleich zur Wet Winding Method Vorteile aufweist. Denn jedes TowPreg ist bereits mit der Epoxidharz enthaltenden Imprägnierung vorbehandelt und sofort einsatzbereit. Der Ablageprozess kann nach dem Einspannen des TowPregs in das Spulengatter der Fertigungsanlage ohne Verzögerung beginnen.
Die Imprägnierung ist besonders gleichmäßig über die gesamte Faser verteilt und beständiger als bei unbehandelten Rovings, die prozessbedingt erst während der Fertigung imprägniert werden. Bei unbehandelten Tows wird die Faser durch ein Bad aus Harz geführt und sofort verarbeitet – daher der Begriff Wet Winding. Das mit TowPregs durchgeführte Dry Winding hat die folgenden Vorteile:
- es spart Zeit und Prozessschritte
- es wird weniger Platz benötigt
- die Imprägnierung ist gleichmäßiger und beständiger
- gleichbleibend hohe Qualität
TowPregs werden nach der Ablage geformt, in der Form beschnitten und im Autoklaven ausgehärtet. Durch die Nutzung von TowPreg-Fasern ist die Qualität der Carbon Fiber deutlich besser zu kontrollieren.
Die Imprägnierung der Endlosfasern kann bis zu einer Genauigkeit von 2 % durchgeführt werden, was sich in der hohen Qualität des Endprodukts niederschlägt. Nach dem formgebenden Ablageprozess wird die Imprägnierung mittels Hitze ausgehärtet.
Das TowPreg verbindet die Vorteile der etablierten PrePreg-Prozesskette mit hochvolumigen Anwendungen.
Unterschiede zum Dry Fiber Placement
Der grundlegende Unterschied zum Dry Fiber Placement – auch als Trocken-Faserablage bekannt – besteht in der Technik der Fertigung. Während bei der Trocken-Faserablage die einzelnen Rovings zunächst zu einer Preform gelegt und dann durch Harzinjektion zum fertigen Bauteil ausgehärtet werden, trägt mit dem TowPreg die abgelegte Preform bereits sowohl Faser als auch Harz. Die Preform muss somit nur noch durch die von Compositence patentierte automatisierte Faserablage geformt und danach ausgehärtet werden.
Die Formgebung ist bei der Verwendung von TowPregs ebenfalls äußerst effizient. Insbesondere flächige Formen können per TowPreg schnell, nach exakten Spezifikationen und in einem Stück hergestellt werden. Die möglichen Bauteildimensionen beginnen bei 10 cm Seitenlänge und sind in der Größe fast unbegrenzt. Mögliche Limitationen resultieren lediglich aus den nachfolgenden Prozessschritten, wie zum Beispiel der Kapazitäten des Autoklaven.
Neben den Möglichkeiten der Formgebung bietet das TowPreg einen weiteren Vorteil. Mittels dieser Fasern sowie relevanten nachgelagerten Prozessschritten sind nun Class-A Oberflächen realisierbar, wie sie zum Beispiel von der Automobilindustrie für Sichtanwendungen gefordert werden.
Von der Motorhaube über Landeklappen bis hin zu Gehäusen für Raketentriebwerke sind die Möglichkeiten, die eine Produktion mit TowPreg bietet, nahezu unbegrenzt. Auch bei der Produktion von Rotorblättern für Windkraftanlagen kommt das Rohmaterial mittlerweile regelmäßig zum Einsatz.
Das Compositence-Verfahren Automated Fiber Placement verarbeitet TowPregs vollautomatisiert zu Preformlingen. Da bei dieser Methode kaum Verschnitt entsteht, gestaltet sich der Fertigungsprozess äußerst material- und zeitsensitiv und ermöglicht eine Reduktion der Herstellkosten von bis zu 80 %.