Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWSLeichte und Hochfeste Halbzeuge für die Erschließung maximaler Leichtbaupotenziale
Unidirektionale Tapes, auch UD-Tapes genannt, sind endlosfaserverstärkte Bänder unterschiedlicher Breite mit unidirektional ausgerichteten Verstärkungsfasern.
Faserverbunde aus unidirektional endlosfaserverstärkten Thermoplasthalbzeugen in Form von Tapes oder Profilen bieten ein Optimum an Leichtbauperformance und Materialeffizienz bei der Erzeugung komplexer und hochfester Strukturelemente. So kann die unidirektionale Endlosfaserverstärkung für eine Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz kommen, z.B. in Form lastpfadgerechter Decklagen für Waben- oder Schaumkerne oder in Form von Vollstäben bzw. Profilehalbzeugen mit integrierter Faserverstärkung.
Die kosteneffiziente Schmelzedirektimprägnierung bietet dabei aufgrund ihrer modularen Konzeption ein einzigartiges Potenzial für verschiedenste Materialkompositionen und herstellbarer Halbzeuggeometrien. Auch funktionalisierte Tapes, z.B. flammhemmend ausgerüstet, können hergestellt werden.
Die Schmelzeimprägnieranlagen am Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS sind gezielt auf die Entwicklung und das Scale-Up in den Pilotmaßstab ausgerichtet und ermöglichen die direkte Übertragung in Großserienproduktionen.
Die Vorteile der Schmelzeimprägnierung auf einen Blick:
- Direkte Verarbeitung der Ausgangsstoffe ohne zusätzliche Arbeitsschritte zu UD-Halbzeugen
- Modulare Benetzungsdüsen erlauben den Einsatz unterschiedlichster Thermoplaste von Standardkunststoffen bis hin zu Hochtemperaturkunststoffen oder funktionalisierten Compounds für Spezialanwendungen
- Hohe Materialeffizienz in Kombination mit geringstmöglicher thermischer Belastung der Matrixpolymere
- Hohe Faseranteile realisierbar (z.B. Glasfasern von bis zu 80 Ma% bzw./ 60 Vol%)
Das Fraunhofer IMWS besitzt langjährige Erfahrungen im Bereich anwendungsspezifischer Materialentwicklungen und technischer Prozessentwicklungen zur Herstellung von UD-Tapes. Ergänzt wird dieses Knowhow durch ein umfangreiches Qualitätsbewertungsangebot (zerstörungsfrei und zerstörend) sowie durch die Möglichkeiten der Weiterverarbeitung der Tapes z.B. in hybriden Spritzgussverfahren oder tapebasierten 3D-Druckverfahren.
Materialentwicklung für anwendungsspezifische UD-Tapes:
- Matrixmaterialien: PE, PP, PA, PET, PC, PPA, Biopolymere, weitere
- Fasermaterialien: GF, CF, Basalt, Polymerfasern, biobasierte Fasern, weitere
- Einstellung von Gebrauchseigenschaften
- Maßgeschneiderte Material-Entwicklung
- Prozessbegleitende Prüftechnik sowie Inline-Prüfverfahren
Materialbemusterungen
Ökobilanzierung und Bewertung der Kreislauffähigkeit im Anwendungsbezug
Wir sind Ihr Ansprechpartner für die Entwicklung, die pilotmaßstabsgerechte Herstellung und Weiterverarbeitung von UD-Tapes sowie deren Bewertung.
