Antich & Sons revolutionieren 3D-gewebte Composite-Preform-Produktion mit neuer Garnspinn-Technik

Textilhersteller Antich and Sons (Huddersfield, UK) hat durch ein wegweisendes Projekt mit dem University of Sheffield Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC, Catcliffe, UK) einen Quantensprung in seiner Fertigungskapazität für fertige 3D-mehrlagig gewebte Preforms für fortschrittliche Composites in Luftfahrt und Automotive erreicht.

Antich and Sons' fortschrittliche Fähigkeit ist das Ergebnis von FABFORM, einem dreijährigen Projekt mit dem AMRC, gefördert von Innovate UK, das sich auf die Entwicklung zusätzlicher Methoden konzentrierte, um stabilisierte, near-net-shape Preforms variabler Dicke zu erstellen. Diese Preforms werden angeblich effiziente Materialnutzung innerhalb eines Bauteils ermöglichen, korrekte Größe und Form zum Einlegen in Formen für Injektion von Composite-Matrixharz sicherstellen sowie einfacheres und robusteres Handling und Transport erleichtern.

Der Leiter Forschung und Entwicklung des Unternehmens, Andy Smith, sagt, Entwicklungen in der Stabilisierung und dem Trimmen von 3D-gewebten Carbonfaser-Preforms mit einheitlicher und variabler Dicke seien ein signifikanter Erfolg für das Huddersfield-basierte Unternehmen, der es über den aktuellen Stand der Fertigungstechnik hinausbewege.

„Die variable Dicke, Stabilisierung und Trimm-Methoden, die für 3D-gewebte Materialien in FABFORM entwickelt wurden, erlauben einen signifikanten Schritt hoch in der Wertschöpfungskette“, sagt Smith. „Es bringt Antich von einem Weberei zu einem Hersteller fortschrittlicher Composite-Preforms, bereit für den nächsten Schritt im Fertigungsprozess.“

Smith merkt an, dass die Entwicklung wesentlicher Prozesse zur Transformation 3D-gewebter Stoffe in „mold-ready“ Preforms in der UK-Lieferkette noch unreif sei. Er sagt, die neuen Entwicklungen von Antich and Sons brächten großen Wert für den Markt, indem sie Fertigungstechnologien vorantreiben, Produktperformance verbessern und Produktionskapazitäten straffen.

„In der Vergangenheit waren 3D-gewebte Preforms harte Arbeit, um sie für Formvorgänge vorzubereiten, und auch anfällig für Verschlechterung beim Handling und Schneiden“, sagt Smith. „Daher fühlten wir, es war entscheidend, dass wir als Weber die Technologie sowohl während als auch nach dem Weben entwickelten, um fertige, stabile Preforms zu liefern, die von Endnutzern einfach genutzt werden können.“

„Der Zugang zu den Weltklasse-Einrichtungen der University of Sheffield AMRC war eine große Hilfe, um einen wissenschaftlichen Ansatz zur Bewertung, Down-Selection und Test der richtigen Technologien sowie Entwicklung der Prozesse auf industriellem Maßstab, High-Tech-Ausrüstung zu verfolgen.“

Chris McHugh, Dry Fiber Development Manager am AMRC Composite Centre, sagt, die durch FABFORM erreichten Entwicklungen unterstützten die Erschaffung wettbewerbsfähigerer Produkte, die leichter, steifer und stärker sind, sowie die Diversifizierung von Einkommensströmen, Schaffung neuer Jobs und Erhöhung der Skills-Basis in Composites.

Er fügt hinzu: „Die Kollaboration zwischen AMRC und Antich and Sons nutzte die kombinierten fortschrittlichen Technologien und Erfahrungen, um 3D-Web-Preforming-Fähigkeiten für UK-Fertigung voranzutreiben. Die Outputs des Projekts haben das Potenzial, signifikantes neues Geschäft und starke Exporte für das UK zu generieren, in cross-sector High-Value-Fertigungsanwendungen einschließlich der starken Exportmärkte in Automotive und Aerospace.“

Smith sagt, FABFORM sei ein „exzellenter erster Schritt“ gewesen, um Schlüsseltechnologien wie Dickentaperung, Stabilisierung und Kantentrimmen zu integrieren, die 3D-Gewebe mechanisch in einen nutzbaren Preform für Composite-Formvorgänge umwandeln.

Er sagt, das Know-how dieses Projekts wurde entwickelt durch Untersuchung verschiedener Preform-Stabilisierungstechniken und quantitative Bewertung ihrer Performance durch multiple Testmethoden wie Randausfaserungs-Tests und Picture-Frame-Scher-Tests, um nur einige zu nennen. Darauf folgte der Vergleich einer breiten Palette von Trimm-Methoden der Preforms einschließlich Laser, Wasserstrahlschneiden und Ultraschallmethoden.

„Die Fähigkeit, fortschrittliche und einsatzbereite Preforms zu liefern, eröffnet neue Wege für die Entwicklung alternativer struktureller und komplexer Materialien auf dem UK-Markt, was die Erschaffung wettbewerbsfähigerer Produkte ermöglicht“, fügt Smith hinzu. „Zukünftige Chancen in Märkten wie Erneuerbare (Windradblätter), Schiene (Karosseriestruktur), industrielle Verarbeitung und Verteidigung werden langfristige Vorteile für den breiteren UK-Composite-Sektor bieten.“

Mit mehr als zehn Jahren Expertise in Composite-Forschung und -Entwicklung in Bereichen wie Polymer-Matrix-Composites (PMC) und Aluminium-Matrix-Composites (AMC) sagt Antich and Sons, es treibe das Geschäft weiter in neue Anwendungen für seine Webtechnologie voran.

Das Unternehmen hat einen einzelnen Rapier-3D-Webstuhl von Lindauer Dornier GmbH (Lindau, Deutschland) erworben, einschließlich einer Horizontal Take-Off (HTO) Plattform, die angeblich die erste ihrer Art im UK ist. Diese HTO-Plattform ermöglicht einen kontinuierlichen Stoffzug von der Maschine in gerader horizontaler Konfiguration statt um eine Walze, was entscheidend ist, um Verzerrungen bei dicken Stoffen zu vermeiden, und die Basis für Lagentrennungstechniken bildet, die variable Dicke ermöglichen, so das Unternehmen. Kapazität für Resin Transfer Molding (RTM) Prototypen wurde ebenfalls hinzugefügt, um Entwicklungszyklen zu beschleunigen.

Antich and Sons beabsichtigt, auf Advanced Engineering und JEC World auszustellen, wenn die Konferenzen zurückkehren.