Solvay präsentiert kostengünstigen Prepreg- und Teileansatz mit Cygnet Tekkimp Filamentwickler

Der Anbieter von Verbundwerkstoffen und -technologie Solvay (Alpharetta, Georgia, USA) hat eine vierachsige Roboter-Filamentwickelmaschine installiert, die vom Faserhandling-Spezialisten und Sondermaschinenhersteller Cygnet Tekkimp (Cheshire, Großbritannien) entwickelt und gebaut wurde, um kostengünstiges Prepreg-Material herzustellen und Verbundteile.

Die maßgeschneiderte Wickelmaschine wurde im britischen Anwendungszentrum von Solvay installiert, einer F&E-Einrichtung mit Sitz in Heanor, wo das Unternehmen neue Technologien und Prozesse für die Einführung von Verbundwerkstoffen in Massenmärkten wie Automobil und Luft- und Raumfahrt entwickelt.

Hochgeschwindigkeits-Mehrschicht-Preforms

Der Filamentwickler wurde von Cygnet Tekkimp entwickelt, um die Produktion großer Verbundmaterialplatten oder Vorformlinge zu ermöglichen, die mit der Doppelmembran-Formgebungstechnologie (DDF) von Solvay und dem Formpressen geformt werden können. Ziel ist es, kostengünstige Exterieurteile für die Automobilindustrie zu schaffen, darunter Motorhauben und Kofferraumdeckel.

„Die von uns entwickelte Maschine ist im Grunde ein halbautomatischer Trommelwickler“, erklärt Cygnet Tekkimp-Geschäftsführer Luke Vardy.​ „Aber im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen dieser Art ist sie in der Lage, Fasern in einem viel größeren Bereich aufzuwickeln von Winkeln, was den Kunden eine größere Flexibilität bei der Anpassung der Materialeigenschaften in mehrschichtigen Vorformlingen bietet.“

Der Wickler kann mit einer Fasergeschwindigkeit von bis zu 100 Metern/Minute wickeln und ist so konstruiert, dass er einen Dorn mit einer Länge von 2,2 Metern und einem Durchmesser von 0,6 Metern aufnehmen kann, um Preforms mit einer Größe von bis zu 2 Quadratmetern herzustellen. Die fertige Windung wird vom Dorn abgeschnitten und mit einer integrierten automatischen Schneideeinheit auf Maß getrimmt, bevor sie auf einem speziellen Transfertisch zur nächsten Verarbeitungsstufe transportiert wird.

„Cygnet Tekkimp hat eng mit uns zusammengearbeitet, um einen hochgradig kontrollierten und effizienten Prozess zu entwickeln, der viel Arbeitsaufwand spart und es uns ermöglicht, unseren Kunden zu zeigen, wie sie mit unseren Harzen und Materialien Kohlefaser-Prepreg schnell, kostengünstig und wettbewerbsfähig herstellen können. “, sagte Richard Russell, Verfahrensingenieur bei Solvay. „Gerade für den Automobilmarkt ist dies eine sehr interessante Alternative, um Hochleistungs-Verbundteile in mittleren Stückzahlen herzustellen.“

Konstante Spannung für gespreiztes Schleppseil

Der Wickler entnimmt trockene Fasern oder Kabel von einem integrierten, mit vier Positionen angetriebenen Gatter und führt sie einem Auftragskopf zu. Das angetriebene Gatter steuert die Faserspannung während des gesamten Prozesses. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Spreizung trotz Schwankungen der Fasergeschwindigkeit, die während des Wickelprozesses auftreten.

Die vier Kabel werden über den Auftragskopf verteilt, um eine 50 Millimeter breite konsolidierte Platte oder ein Band zu erzeugen, auf das das Harzsystem von Solvay aufgetragen wird, unmittelbar bevor es auf den Dorn gelegt wird.

Das Design von Cygnet Texkimp beinhaltet ein Harzdosiersystem zum Mischen der fortschrittlichen Harze von Solvay am Ort der Anwendung und eliminiert so das Problem der Aushärtung vorgemischter Harze vor der Anwendung oder der Notwendigkeit, unter besonderen Bedingungen gelagert zu werden.

Solvay hat auch mit BMW (München, Deutschland) zusammengearbeitet, um die Produktion einer M4 GTS-Motorhaube unter Verwendung von Membranformen aus filamentgewickelten Kohlefaser-Vorformlingen zu demonstrieren.

Weitere Informationen finden Sie in der Solvay-Broschüre „Composites Materials for Automotive Applications“ (S. 7).