Faserverbundkunststoffe styrolfrei produzieren

Durch ihr geringes Gewicht bei hoher Festigkeit und Steifigkeit sind Faserverbundkunststoffe gut geeignet für den Leichtbau und werden beispielsweise für Nutz- und Schienenfahrzeuge verwendet. Häufig bestehen derartige Bauteile aus glasfaserverstärkten, styrolhaltigen Polyesterharzen und werden mittels Handlaminieren gefertigt. Diese Technik hat erhebliche Nachteile: Sie belastet Mensch und Umwelt mit giftigen Styroldämpfen und weist hohe manuelle Arbeitsanteile sowie lange Prozess- und Reaktionszeiten auf.

Die Lätzsch GmbH Kunststoffverarbeitung aus Thierbach bei Leipzig hat in Zusammenarbeit mit der Krauss-Maffei Technologies GmbH und Materialherstellern sowie der Technischen Universität Chemnitz eine umweltfreundliche Alternative bis zur Serienreife entwickelt: Eine innovative Sprühtechnologie für glasfaserverstärkte Polyurethan-Kunststoffe (PUR), die ohne Styrol und Lösungsmittel auskommt.

Bei dem neuen Fiber-Composite-Spraying-Verfahren (FCS) wird schnell härtendes, mehrkomponentiges PUR zusammen mit den Verstärkungsfasern durch einen Sprühroboter in eine offene Form gesprüht. Dabei wird das Formwerkzeug durch einen mit dem Roboter synchronisierten Drehkipptisch so positioniert, dass daraus ein optimaler Sprühwinkel und eine hohe Abbildegenauigkeit resultieren. Nur fünf Minuten später lässt sich das Teil ausformen. Aufwendiges Entlüften und weitere Nacharbeiten entfallen.

Weniger Arbeitsschritte, eine schnelle und einfache Verarbeitung und die flexible Nutzung je nach Anwendungsfall – das sind weitere Pluspunkte des neuen Verfahrens. Dazu liefert eine Inline-Bauteilbeschichtung durch ein wasserbasiertes, selbsttrennendes In-Mould-Coating (IMC)-Lackiersystem qualitativ hochwertige, beständige Oberflächen mit einem großen Spektrum an Farben und Glanzgraden.

Mit dem neuen FCS-Verfahren steht nun ein serientaugliches, umweltfreundliches Herstellungsverfahren für großflächige faserverstärkte Strukturbauteile zur Verfügung. Die Einsatzmöglichkeiten reichen vom Fahrzeug-, Schiff- und Behälterbau bis hin zur Medizintechnik.

Dabei ist sogar mehr möglich als nur der Ersatz konventioneller glasfaserverstärkter Kunststoffe: Auch die Bauteileverstärkung, beispielsweise von Spritzgussteilen, ist realisierbar. Aktuell gehen die Haube eines Weidemann-Kompaktladers und die Klappe eines Liebherr-Radladers aus dem neuen faserverstärkten PUR-Material in Serie.

Projektthema:
Entwicklung funktionalisierter Bauteilstrukturen auf Basis einer lösemittelfreien PU-Mehrkomponenten-Sprühtechnologie

Projektdurchführung:
Lätzsch GmbH Kunststoffverarbeitung
IGZ Goldener Born
Rathenaustraße 1
04567 Kitzscher OT Thierbach
Telefon 03433|454-0
info@laetzsch.de
www.laetzsch.de

Kooperationspartner:
Technische Universität Chemnitz
Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung
slk@mb.tu-chemnitz.de
www.leichtbau.tu-chemnitz.de

AZ 24730, 28575