Lanxess erweitert Composite-Einsatz auf Extrusionsblasformen mit Tepex-Faserverstärkung

Lanxess AG (Köln, Deutschland) gab am 3. September bekannt, dass es seinen Anwendungsbereich auf Extrusionsblasformen ausweitet, wobei die Integration von Tepex kontinuierlich faserverstärkten thermoplastischen Composites in den Produktionsprozess einbezogen wird.

In einer aktuellen Machbarkeitsstudie demonstrierte Lanxess, dass Bauteile aus PA6 mit Blasformtechnik hergestellt werden können, während sie lokal an stark beanspruchten Stellen mit Tepex verstärkt werden. Die Untersuchungen erfolgten auf einer seriennahen Blasformmaschine im Technischen Zentrum des Geschäftsbereichs High Performance Materials (HPM) in Dormagen, Deutschland. „Die Bauteile zeigen eine herausragende Haftung, die die Nutzung von Tepex-Festigkeit und -Steifigkeit ermöglicht“, erläutert Arthur Rieb, Blasformspezialist bei HPM.

Laut Lanxess kann der Prozess genutzt werden, um die mechanische Leistung von blasgeformten Bauteilen lokal zu steigern, beispielsweise in Bereichen, die hohen mechanischen Belastungen durch Stoßlasten oder hohen Druck ausgesetzt sind. „Zudem eignet er sich für die Herstellung blasgeformter Strukturbauteile, wie Hohlprofile für Karosserieverstärkungen. Der umfangreiche Einsatz von Tepex kann ein Schlüsselfaktor zur Gewichts- und Materialreduzierung sein, da die Grundwanddicke des Bauteils verringert werden kann“, erklärt Rieb. „Da es sich um rein thermoplastische Systeme handelt, sind die Hohlteile leicht recycelbar, was geschlossene Materialkreisläufe erleichtert.“

Bei der Fertigung solcher Hohlteile, so Lanxess, wird zunächst ein schlauchförmiger Vorformling extrudiert, während ein erhitzter und plastifizierter Tepex-Einsatz gleichzeitig in das Blasformwerkzeug eingelegt wird. Der Vorformling wird dann im Werkzeug aufgeblasen, was auch den Tepex-Bereich formt. Das Ergebnis ist ein Bauteil mit definierter Form und lokaler Tepex-Verstärkung. „Das Formen von Tepex ist in den Blasformprozess integriert, was einen Ein-Schritt-Prozess mit kurzen, wirtschaftlich effizienten Zykluszeiten ergibt, die typisch für Blasformen sind“, fügt Rieb hinzu.

Bisher, so Lanxess, erforderte die Herstellung solcher Bauteile einen Dreischrittprozess mit nachträglichem Schweißen eines zwei- oder dreidimensionalen Tepex-Einsatzes auf das blasgeformte Hohlteil.

„Unser Prozess macht die Dinge viel einfacher“, sagt Tilmann Sontag, Experte für Leichtbau bei HPMs Tepex-Automotive-Gruppe. „Zudem macht die Gewebeverstärkung das plastifizierte Tepex-Material viel einfacher zu handhaben als unidirektional kontinuierlich faserverstärkte Tapes. Das ermöglicht einen stabilen und sicheren Produktionsprozess.“

Weiterhin, da die kontinuierlichen Fasern in Tepex vollständig mit Kunststoff vorimprägniert sind, ist der Prozess hochgradig geeignet, das Material zu konsolidieren, sodass keine Lufteinschlüsse beim Blasformen entstehen. „Das Ergebnis ist ein Materialverbund mit hervorragender Haftung zwischen Blasformmaterial und Tepex. Selbst niedrige Blasformdrücke genügen, um Tepex in kritische 3D-Geometrien wie Hemisphären mit engen Radien zu formen“, erklärt Sontag.

Laut Unternehmen hat der HPM-Geschäftsbereich ein breites Produktsortiment an hochviskosen Compounds basierend auf PA6 und PA66 mit und ohne Glasfaserverstärkung entwickelt, die auch für den neuen Prozess/Materialmix eingesetzt werden können. Beispielsweise umfasst das Sortiment weiche, schlagzähe Produktvarianten wie die unverstärkten PA6-Compounds Durethan BC700HTS DUSXBL und Durethan BC550Z DUSXBL. Solche Materialien eignen sich für Tepex-verstärkte Tanks oder andere Hohlteile, bei denen die Anwendung auch hohe Schlagzähigkeit und Flexibilität erfordert. Im Gegensatz dazu tendieren die glasfaserverstärkten Produkttypen zu den Materialien der Wahl für leichte Strukturbauteile.

Auch bei Tepex steht eine breite Palette von Produkttypen für den Prozess zur Verfügung – beispielsweise Materialvarianten, die mit kontinuierlichen Fasergeweben oder Laminaten aus Glas-, Aramid- oder Carbonfasern verstärkt sind. Die Matrix der Composites ist ebenfalls variabel. Neben PA6 oder PA66 kann sie beispielsweise auch aus Polyolefinen wie Polypropylen oder Polyethylen bestehen.

Um Kunden in allen Phasen der Bauteilentwicklung zu unterstützen, hat der Lanxess-HPM-Geschäftsbereich seine Expertise in Material, Anwendung, Verfahrens- und technologischer Entwicklung unter der Marke HiAnt gebündelt. Der Service soll alles umfassen: von Konzeptdesign, Materialoptimierung und Berechnung von Bauteileigenschaften mittels Simulationswerkzeugen bis hin zu Verarbeitung, Bauteiltest und Serienanlauf.