Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

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Geräteausstattung für die Herstellung von UD-Tapes

Technologie der Schmelzeimprägnierung

Die Schmelzedirektimprägnierung basiert auf der Infiltration unidirektional orientierter Verstärkungsfasern mittels plastifizierter thermoplastischer Polymere. Hierfür ist zunächst eine Ausrichtung und Aufspreizung der benötigten Faserrovings notwendig. Im Anschluss erfolgt die Benetzung der Fasern mit Matrix in der Benetzungsdüse. Nach Passage der Düse werden die Halbzeuge mittels Zweiwalzenkalander (Glättwerk) gekühlt und endkonturnah abgeformt. Anschließend erfolgt  der Randbeschnitt und die Konfektionierung der Halbzeuge auf Wickelhülsen.

UD-Tape-Anlage UD50

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Schmelzeimprägnieranlage zur Herstellung von UD-Tapes im Labormaßstab. Geeignet für die Materialentwicklung im kleinen Maßstab oder für die Vorserienherstellung schmaler Tapehalbzeuge für Near-Net-Shaping Bauteile. Die maximale Tapebreite liegt bei 50mm.

 

UD50  
Tape Breite  50mm
Tape Dicke 0,15 - 0,5 mm
Prozessgeschwindigkeit 2 - 15 m/min
Verarbeitungstemperatur Max. 400 °C
Durchsatz Polymer 10 - 12 kg/h 
Polymere PP, PE, PA, PC, PPA, PPS etc. 
Fasern Glas, Carbon, Basalt, Polymerfasern etc.
Anzahl Spulstellen 16
  • Materialspezifische Prozessanpassung und Scale-up
  • Überprüfung von Prozess-Stabilitäten in Langzeitversuchen
  • Vorbereitung auf Kleinserien-Prozesse
  • Inline-Thermografie System zur Detektion von Fasergassen und Fehlstellen im UD-Tape

UD-Tape-Anlage UD100

Die Tape-Anlage mit einer Produktionsbreite von 100 mm eignet sich besonders für eine Übertragung des im Labormaßstab (Breite 50 mm) entwickelten Prozesses auf eine größere Prozessstufe.   

UD100  
Tape Breite  100m
Tape Dicke 0,15 - 0,5 mm
Prozessgeschwindigkeit 2 – 15 m/min
Verarbeitungstemperatur Max. 400 °C
Durchsatz Polymer 10 - 12 kg/h
Polymere PP, PE, PA, PC, PPA, PPS etc. 
Fasern Glas, Carbon, Basalt, Polymerfasern etc.
Anzahl Spulstellen 16

 

  • Materialspezifische Prozessanpassung und Scale-up
  • Überprüfung von Prozess-Stabilitäten in Langzeitversuchen
  • Vorbereitung auf Kleinserien-Prozesse
  • Inline-Thermografie System zur Detektion von Fasergassen und Fehlstellen im UD-Tape

 

UD-Tape-Anlage UD500

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Die Tape-Anlage im Pilotmaßstab besitzt eine Tapeproduktionsbreite von 500 mm. Aufgrund des modularen Verfahrensaufbaus ist die Anpassung an unterschiedliche Faser-Matrix-Systeme zur Tapeherstellung möglich. Entsprechend dimensionierte Spulengatter erlauben weiterhin den Einsatz von Verstärkungsmaterialien unterschiedlichster Garnstärken. Somit können wichtige Aspekte der Materialauswahl sowie spätere Fragestellungen wie Materialeinsatzkosten effizient in den Tapeprozess miteinbezogen werden. 

UD500  
Tape Breite  500m
Tape Dicke 0,15 - 0,5 mm
Prozessgeschwindigkeit 2 – 15 m/min
Verarbeitungstemperatur Max. 350 °C
Durchsatz Polymer 80 – 120 kg/h
Polymere PP, PE, PA, PC, PPA, PPS etc. 
Fasern Glas, Carbon, Basalt, Polymerfasern etc.
Anzahl Spulstellen 120

 

  • Pilotversuche zur Auslegung von Kundenanlagen
  • Überprüfung von Prozess-Stabilitäten in Langzeitversuchen
  • Vorbereitung auf Kleinserien-Prozesse

 

Inline Messtechnik:

  • Inline-Dickenmessung über die gesamte Tapelänge
  • Kamerainspektionssystem zur Erfassung der Spreizqualität vor der Faserimprägnierung sowie der Tapequalität nach Passage der Imprägnierdüse
  • Inline-Thermografiesystem zur Detektion von Fasergassen und Fehlstellen im UD-Tape mit Positionserfassung auf der Taperolle