Automatisiertes CFK-Preforming für RTM Bauteile – Carbon Preforms für mittlere Stückzahlen

Was ist Preforming?

Preforming ist das Herstellen von trockenen, fixierten Faser-Vorformlingen – die sog. „Preforms“ – (z.B aus Kohlefasern) für die nachfolgende Infiltrierung mit einem Harzsystem. Dieses Fasergerüst muss handhabbar, infiltrierbar und in seinen Faserausrichtungen reproduzierbar zu fertigen sein. Die Anzahl der nachgelagerten Möglichkeiten zur Infiltration (RTM, RIM, Vakuuminfusion, …) zu einem Composite Bauteil ist groß und bedingt wechselseitig die Anforderungen an Preforming und Infiltrationsprozess.

Warum ist die Herstellung von Preforms herausfordernd?

Die Kunst im Preforming liegt in der fallspezifischen Auswahl einer geeigneten Herstellroutine. Klassischerweise werden hierzu zunächst textile Halbzeuge (Gewebe, Gelege, Tailored Materials, …) gefertigt, zugeschnitten, geschichtet, umgeformt („drapiert“), verbunden und beschnitten. Jeder dieser Schritte kann manuell, teil-automatisiert oder vollautomatisiert erfolgen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit durch innovative Prozessroutinen leichtere und günstigere Carbon Bauteile zu realisieren.

In der Auslegung eines geeigneten Prozessablaufs benötigen Sie umfassendes Produkt- und Prozess-Know-How aus vier Bereichen und ihrer Wechselwirkungen: Halbzeug, Prozessmöglichkeiten, Zielgeometrie und resultierende Laminatmechanik. Ein reiner „Top-Down“ Ansatz in der Prozessauslegung ist aufgrund der vielen Wechselwirkungen selten zielführend und muss auf grundlegendem Prozesswissen aufbauen.

Das Preforming bestimmt alle maßgeblichen Folgeschritte (Porengehalt, Trockenstellen, Faservolumengehalt, …) und somit entscheidend die Bauteilqualität und Kosten.

Unsere Stärke: Hochqualitative Preforms für komplexe CFK-Bauteile bei mittleren Stückzahlen

CIKONI bietet holistische Dienstleistungen zum Preforming: Methodenentwicklung, Modellierung und Verfahresentwicklung für kostengünstige Preforms
CIKONI bietet holistische Dienstleistungen zum Preforming: Methodenentwicklung, Modellierung und Verfahrensentwicklung für kostengünstige Preforms

Umfangreiches Prozess-Know How für automatisierte Carbon-Preformverfahren

Wir beraten Sie von der Halbzeugauswahl bis zur Entwicklung von geeigneten Produktionsverfahren und bringen unser Wissen entlang der gesamten Wertschöpfungskette ein: Materialcharakterisierung und -auswahl, Prozesssimulation, Prozessauslegung und Kostenkalkulation, Entwicklung von Drapiermethoden, optische Messtechnik, Konzeption von Fertigungsroutinen und von der Laboranlage bis zum Sondermaschinenbau für Ihre Serienproduktion. Unsere Stärken liegen hierbei im Bereich:

  • Innovative Konzeption und Beratung zu Prozessalternativen für die Herstellung von CFK und Hybridbauteilen
  • Methodenentwicklung entlang der gesamten Wertschöpfungskette für höchste Qualität
  • Kostengünstige Semi-Automation für 300-8000 Bauteile pro Jahr bei höchster Qualität durch umfassendes Prozess-Know-How
  • Definition werkstoff- und anforderungsgerechter Qualitätskriterien aus strukturmechanischen Bewertungsansätzen anstelle pauschaler Grenzmusterkataloge
  • Integration von optischer Messtechnik zur 3D-Erfassung von Merkmalen wie Faserwinkelabweichungen und Drapierdefekten zur Qualitätssicherung

Qualitätssicherung, Materialcharakterisierung, Drapiersimualtion

Wir bieten mehr als den reinen Sondermaschinenbau. Unsere Maschinen kommen mit dem gesamten Engineering Know-How, dass Sie für die umformende CFK Fertigung benötigen. In einem aktuellen Fachartikel zur umformenden CFK-Fertigung können Sie sich über unsere Möglichkeiten weitgehend informieren.

Abbildung 4: Robotergestützte 3D-Preformanalyse (IFB) einer geschädigten Preform mit bildanalytischer Faserwinkelerkennung (FIBRE)

Ein paar Beispiele für typische Fragestellungen gefällig?

Materialcharakterisierung von Geweben und Multiaxialgelegen: Welche Rolle spielt die Prozessauswahl für die Drapiersimulation und wie können wichtige Faktoren für unsere Carbonbauteile berücksichtigt werden?

Fehlstellenbildungen (Falten, Faserverschiebungen) bei der Drapierung: Wie entstehen diese Defekte und was lässt sich dagegen tun?

Binderauswahl: Welcher Binder ist für unseren Anwendungsfall geeignet, welche Taktzeiten lassen sich mit dem jeweiligen System erreichen?

Ihr Anwendungsfall: Können Sie uns eine kostengünstige Preforminglösung entwickeln?

 

Preforming Einrichtung für bis zu 4000 Preforms im Jahr mit eInzellagenspezifischer Materialklemmung und automatisiertem Prozessablauf
Beispielanlage: Preforming Vorrichtung für bis zu 4000 Preforms im Jahr mit einzellagenspezifischer Materialklemmung und teilautomatisiertem Prozessablauf

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