FAQ
Was ist ein Faserverbundwerkstoff
Ein Faserverbundwerkstoff besteht aus der Kombination einer kontinuierlichen Faserstruktur und einer umgebenden Matrix. Bei CFK bildet die Kohlenstofffaser das tragende, lastaufnehmende Element mit hoher Zug- und Biegesteifigkeit. Die Polymermatrix (in der Regel Epoxidharz) fixiert die Fasern in ihrer Orientierung, überträgt Schubkräfte zwischen ihnen und schützt sie vor Umwelteinflüssen. Das Zusammenspiel beider Komponenten erzeugt einen hochleistungsfähigen Werkstoff mit herausragendem spezifischen Festigkeits- und Steifigkeitsverhältnis.
Was ist ein Prepreg?
Es handelt sich um ein Faser-Matrix-System in einer noch nicht ausgehärteten Phase. D.h. das CFK-Gewebe ist vor imprägniert (Pre- Impregnated) mit einem Mix aus Epoxidharz und Härter, dessen Anteile klar definiert und über das gesamte Gewebe gleichmäßig verteilt sind.
Wie wird Prepreg verarbeitet?
Im ersten Prozessschritt wird das Material anhand von CAD-Vorgabe auf einem sogenannten Cuttertable teilautomatisiert in passende Einzelstücke zugeschnitten. Die vielen Einzelteile werden dann in Handarbeit in die Form eingebracht. Hierbei wird streng nach dem Plybook gearbeitet, um die vorgegebene Faserorientierung und den Lagenaufbau qualitätskonform zu sichern.
Was ist UD-Prepreg?
UD, also unidirektionales Prepreg- CFK- Gewebe ist ein hochspezialisiertes Halbzeug im CFK-Bau und bezeichnet ein Prepreg, bei dem alle Fasern in eine Richtung ausgerichtet sind. Sein Vorteil liegt nicht in der einfachen Verarbeitung, sondern in der maximalen, gezielt nutzbaren mechanischen Leistungsfähigkeit. Entsprechend macht sein Einsatz nur dann Sinn, wenn Lastpfade bekannt sind und gezielt ausgelegt werden sollen. Weiterhin zeichnet es sich durch seinen sehr hohen Fasergehalt aus.
Formgebung
Das in eine vorbereitete Negativform eingelegte Prepreg-Laminat wird in einen vakuumdichten Foliensack eingeschlossen und mittels Vakuumpumpe auf Unterdruck gehalten. Unter atmosphärischem Außendruck erfolgt anschließend die Aushärtung des gesamten Aufbaus im Industrieofen unter definierter Temperatureinwirkung. Nach Abschluss des Härtungszyklus wird das Bauteil entformt und liegt nahezu endfertig vor.
Was sind Voids?
Als Voids bezeichnet man Lufteinschlüsse bzw. Hohlstellen im Laminat, die während der Gelphase des Aushärtungsprozesses trotz Vakuumanwendung nicht vollständig aus der Matrix entfernt werden können. Diese Porositäten sind unerwünscht, da sie die Integrität der Faser-Matrix-Struktur beeinträchtigen und sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch die langfristige Bauteilzuverlässigkeit negativ beeinflussen können.
Materialzuschnitt
Zur Reduzierung des Materialverschnitts sowie zur Erhöhung des Automatisierungsgrades werden die einzelnen Prepreg-Lagen mittels eines speziell ausgelegten Plotter- bzw. Schneidtisches konturgenau zugeschnitten und anschließend in die vorgesehenen Formgeometrien eingelegt.zugeschnitten.