F1-Teams zeichnen sich durch Werkzeugblocktechnologie aus

Die atemberaubenden Geschwindigkeiten in der Formel 1 werden mit Hilfe der fortschrittlichen Werkzeugblock-Technologie erreicht.

Es besteht kein Zweifel, dass die Feinmechanik ein Dreh- und Angelpunkt des Formel-1-Rennsports ist. In der Tat ist es ein ständiges Ziel der Formel-1-Ingenieure, die Autos ihrer Teams leichter zu machen, während sie unermüdlich nach mehr Geschwindigkeit streben. Dies wird durch die Verwendung von Kohlefasermaterialien im gesamten Auto erreicht. Abgesehen von Motor und Reifen ist praktisch alles, einschließlich Lenkrad, Sitz, Fahrwerk und sogar die Feuerlöschflasche aus diesem unglaublich starken und dennoch extrem leichten Material gefertigt.

Trelleborg beliefert die überwiegende Mehrheit der Formel-1-Teams mit Epoxid-Werkzeugblöcken, die den Ausgangspunkt des Prozesses bei der Herstellung von Kohlefaserkomponenten darstellen. „Im Grunde handelt es sich um ein dreistufiges Verfahren“, sagt Chris Mellings, Manager, AEM Sales Group, Trelleborg, Skelmersdale (UK). „Ein F1-Kunde würde unsere Platinen zusammen mit einem speziell formulierten Industriekleber verkleben, bevor er sie auf einer 5-Achs-CNC-Maschine in die gewünschte Bauteilform profiliert. Das Produkt wird dann versiegelt, um die Masterform zu erzeugen.

„Der Kunde fertigt aus der Urform Verbundwerkzeuge aus vorimprägnierten Kohlefasern, die in einem Autoklaven ausgehärtet werden. Nach dem Aushärten entsteht ein Verbundlaminat, das exakt dem Profil der Urform selbst entspricht. Aus diesem Verbundwerkzeug entwickelt der Kunde das individuelle Kohlefaserbauteil“, erklärt Mellings.

Trelleborg bietet eine Reihe von sieben verschiedenen Werkzeugblöcken an, von denen der TB650 von etwa 75 Prozent der F1-Teams verwendet wird. Er gilt als der hochwertigste Werkzeugblock auf dem Markt und wird seit Mitte der 1970er Jahre von Trelleborg hergestellt.

„Unsere Platten bieten eine wertvolle Kombination von Vorteilen, nämlich höchste Stabilität, geringe Dichte, hochwertige Oberflächengüte und sehr gute Bearbeitbarkeit“, sagt Mellings. „Es ist diese einzigartige Mischung von Attributen, zusammen mit einem zunehmend automatisierten Prozess der Werkzeugblockherstellung, der uns auszeichnet und uns in die Poleposition bringt, um die F1 für viele Jahre zu liefern.“

Betrachtung von Werkzeugblöcken
Werkzeugblöcke sind im Wesentlichen eine Kombination aus Epoxidharzen, Glasmikroballons und Härtern, die miteinander vermischt und in einem Ofen ausgehärtet werden, bis sie hart sind. Sie werden in „Platten“ in Standardgröße gegossen, die zu einem Block verbunden werden, der größer ist als das herzustellende Bauteil.

Bei größeren Bauteilen ist das tatsächliche Gewicht der Werkzeugblöcke ein entscheidender Faktor. Trelleborg bietet eine Option mit einem Gewicht von 400 kg/m³ an, effektiv halb so viel wie marktübliche Varianten.

Ebenso wichtig bei der Bauteilherstellung ist der Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK), da jede Ausdehnung während des Aushärtens dazu führen würde, dass die Form des fertigen Bauteils von der ursprünglichen Urform abweicht. Daher entspricht ein niedrigerer CTE einer geringeren Expansionswahrscheinlichkeit, was in der Formel 1, der Luft- und Raumfahrt und ähnlichen Sektoren, die höchste Präzision erfordern, von größter Bedeutung ist.

Da sich die Industrien von älteren Herstellungsmethoden zu einem High-Tech-Ansatz bewegen, entstehen neue Anwendungsgebiete für Verbundwerkstoffe und damit für Epoxid-Werkzeugblöcke. Der europäische Markt für Werkzeugblöcke wird derzeit auf rund 11 Millionen Euro geschätzt und Werkzeugblöcke werden an eine wachsende Zahl von Branchen geliefert, in denen Verbundkomponenten hergestellt werden. Dazu gehören ein breites Spektrum an Verkehrsanwendungen, einschließlich Bahn, Schifffahrt, Luft- und Raumfahrt und allgemeine Automobilindustrie; Sportartikelherstellung, wie Tennisschläger und Golfschläger; und zunehmend die Branche der erneuerbaren Energien, insbesondere Windparks.