• Nachfolgend werden einige etablierte Fertigungstechniken zur Herstellung von Faserverbundbauteilen in einem kurzen Überblick vorgestellt, für die der Einsatz von Easypreg eine Alternative darstellen kann.
  • Die Sichtweise dieser darstellungen bezieht sich auf die handwerkliche, nicht auf die industrielle Verarbeitung.
  • Auf Details wird zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet.

Handlaminierverfahren

  • Fasermaterialien (Gewebe/Gelege/Fasermatten) werden von Hand auf eine Form drapiert und mit einem Reaktionsharz getränkt
  • Anschließende Entlüftung und Entfernung von Harzüberschuss mittels Rolle oder Pinsel
  • Wiederholung dieser Arbeitsschritte nass in nass, bis die gewünschte Wandstärke vorhanden ist
  • Danach härtet das Bauteil durch die chemische Reaktion des Harzes mit der Härterkomponente aus
  • Zur Erhöhung des Faservolumenanteils kann das Laminat durch Anlegen eines Vakuums verdichtet und noch im Laminat befindlicher Harzüberschuss entfernt werden.
  • Vorteile
    geringer Werkzeug- und Ausstattungsaufwand
    Das Verfahren stellt keine großen Ansprüche an die Werkzeuge und ist auch für sehr große Bauteile geeignet. Es wird oft im Serienbau eingesetzt, wo zwar leichte Bauteile erwünscht sind, aber auch kostengünstig produziert werden soll.
  • Nachteile
    hoher manueller Aufwand, der geschulte Laminierer voraussetzt
    geringere Bauteilqualität (geringerer Faservolumenanteil)
    Die offene Verarbeitung des Harzes stellt hohe Ansprüche an den Arbeitsschutz. (Über die gesamte Oberfläche dunsten Lösungsmittel aus.

Prepreg-Verfahren

  • Die Fasermaterialien sind vom Hersteller mit Matrix vorimprägniert. Das Harz ist nicht flüssig sondern hat eine leicht klebrige, feste Konsistenz. Die Harze härten unter Zuführung von Wärme aus.
  • Der Transport zum Verarbeiter erfolgt unter Einhaltung einer geschlossenen Kühlkette bei -18 °C.
  • Die Zuschnitte werden in die Form gelegt.
  • Entlüftung und Entfernen von Harzüberschuss erfolgen über Entlüftungs- und Auffangvlies mittels Vakuumsack
  • Aushärtung unter Druck und Hitze (Autoklav) oder unter Vakuum und Hitze (Wärmeschrank).
  • Vorteile
    höchste Bauteilqualität mit hohem Faservolumenanteil
    Das Verfahren findet vor allem in der Luft- und Raumfahrt, im Motorsport, sowie für Leistungssportgeräte Anwendung.
  • Nachteile
    kostspielige Betriebsausstattung (Kühlanlagen, Autoklav) und anspruchsvolle Prozessführung (Temperaturmanagement)
    eines der teuersten Herstellungsverfahren

Vakuum-Infusionsverfahren

  • Das trockene Fasermaterial (Rovings, Matten, Gelege, Gewebe, Gestrick, Geflecht…) wird auf eine mit Trennmittel beschichtete oder mit Trennfolie bezogene Form drapiert.
  • Darüber wird ein Trenngewebe sowie ein Verteilermedium positioniert, das das gleichmäßige Fließen des Harzes erleichtern soll.
  • Den äußeren Abschluss bildet eine Trennfolie
  • An das Laminat wird ein Vakuum angelegt, wodurch das Faserpaket verdichtet und die einfließende Matrix verteilt wird.
  • Mittels Vakuum-Abdichtband wird die Folie gegen die Form abgedichtet und das Bauteil anschließend mit Hilfe einer Vakuumpumpe (meist Drehschieberpumpen) evakuiert. Der Luftdruck presst die eingelegten Teile zusammen und fixiert sie. Das temperierte flüssige Harz wird mittels des atmosphärischen Drucks in das Fasermaterial gedrückt. Um zu verhindern, dass überschüssiges Harz nach dem Passieren der Fasern in die Vakuumpumpe gerät, wird vor der Pumpe eine Harzbremse und/oder Harzfalle montiert. Nachdem die Fasern vollständig getränkt sind, wird die Harzzufuhr unterbunden und das getränkte Faserverbundwerkstück kann nach dem Aushärten entformt werden. Die Aushärtezeiten sind abhängig vom gewählten Matrix-Werkstoff (Harz) und der Temperatur.
  • Vorteile:
    sauberes Arbeiten in einem geschlossenen System
    gleichmäßige Tränkung der Fasern
    sehr gute Entlüftung
    hohe Qualität und Reproduzierbarkeit
  • Nachteile:
    Bei Einzelteil- oder Kleinserienfertigung bei komplizierten Bauformen kann dieses System unwirtschaftlich sein, die Prozess-Sicherheit zu erarbeiten (z.B. Gefahr nicht mit Matrix benetzter Faserbereiche).