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Die Zukunft fährt Carbon Kohlenstofffasern sind besonders leicht, fest und steif. Mit diesem Material verstärkte Kunststoffe sind daher bestens geeignet, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu reduzieren sowie die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Allerdings ist die Herstellung bisher sehr teuer. Das ändert sich jetzt, denn LIBA hat ein Herstellungsverfahren entwickelt, dass dazu beiträgt, die Produktionskosten von Kohlenstofffasergelegen deutlich zu senken. © iStockphoto 44 titelstory news technologie report
Der Rohstoff Carbonfaser wird nicht ohne Grund manchmal als Schwarzes Gold bezeichnet. Er ist teuer, die Weiterverar bei - tung zu Gelegestrukturen und schließlich zu carbonfaserverstärkten Kunststoffbauteilen (CFK) aufwändig und in Teilen Handarbeit. Deshalb finden sich CFK-Konstruktionen bislang nur in Anwendungen, für die eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht essentiell ist und bei denen die Kosten nachrangig sind. Derzeitige Haupteinsatzgebiete für Kohlenstofffaser sind daher Formel 1-Bolide, Flugzeuge, Schnellboote, Rotorblätter für besonders große Windräder, Satellitenpanels und die Medizintechnik. Allerdings wandelt sich der Markt gerade grundlegend. Verantwortlich dafür sind Fort schritte, die in den vergangenen Jahren über die gesamte Prozesskette zur Herstellung von Faserverbundstoffen hinweg erzielt wurden. Es spricht vieles dafür, dass das Schwarze Gold und der damit möglich gewordene Leichtbau die Zukunft der Transport- und Logistikindustrie maßgeblich bestimmen wird. Besonders wirtschaftliche Produktion Zu den Schrittmachern unter den Anlagen bauern gehört der renommierte Textilma schinenhersteller LIBA Maschinen fabrik GmbH. Auf Basis bewährter Maschinentechnik hat das Traditionsunternehmen die Copcentra MAX 5 CNC für eine besonders wirtschaftliche Produktion textiler Multiaxialgelege aus Kohlenstofffaser entwickelt. Die Maschine legt Tapes aus gleich ausgerichteten und gespreizten Carbonfasern (Rovings), die entweder direkt an der Maschine oder offline gefertigt wurden, und ordnet sie zu Schichten mit unterschiedlicher Faserausrichtung (multiaxial) an. Die Tape-Stücke werden dabei an ihren Enden von Klemmen festgehalten, die auf zwei Ketten installiert sind. Diese übernehmen den Transport des zwischen 50 und 150 Zoll breiten Geleges durch die etwa 35 Meter lange Anlage. Wurden auf diese Weise bis zu sieben Faserlagen übereinander erzeugt, durchläuft das Gelege eine Verfestigungsstation. Dort werden die Schichten im Nähwirken mit Kettfäden vernäht und dann noch ein Stück in den Klemmen fixiert durch die Anlage transportiert, um negative Rückwirkungen auf den Nähvorgang zu verhindern. Danach wird der Rand des Geleges abgeschnitten. Die Ware wird aufgerollt und der in den Klemmen zurückbleibende Abfall abgesaugt. Hohe Qualität bei hoher Produktivität Die Verarbeitung von exakt passend zugeschnittenen Tapes ist maßgeblich für die hohe Effizienz der Copcentra MAX 5 CNC. Damit wird gegenüber dem sonst üblichen Endlosverfahren vermieden, dass das Tape vor jedem Richtungswechsel während des Legeprozesses ein Stück im Bereich der Klemmen geführt wird, das dann später beim Beschneiden der Ränder als Abfall verloren gehen würde. Dadurch geht die LIBA-Anlage wesentlich sparsamer mit dem Rohstoff Carbonfaser um als konventionelle Anlagenlösungen. Bei der Herstellung von Kohlenstofffasergelege sind hohe Produktivität, ein sicherer Fertigungsprozess und eine kontinuierlich hohe Fertigungsqualität gefordert. Für den Einsatz im großen Maßstab ist aber auch eine extreme Flexibilität der Produktionsanlage gefragt, um auf neue beziehungsweise spezifische Anforderungen eingehen zu können. LIBA hat daher eine breite Palette unterschiedlicher Maschinenmodule entwickelt. Dazu zählen Online- und Offlinesysteme 03.13 titelstory news technologie report 45
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