RTM Verfahren

RTM Verfahren
RTM - Resin Transfer Moulding

Für die Herstellung von faserverstärkten Bauteilen in kleinen und mittleren Serien hat sich in unserem Hause das Harzinjektionsverfahren RTM (Resin Transfer Moulding) etabliert.
Mit Hilfe unserer RTM Anlagen haben wir die Möglichkeit, Harz und Härter in getrennten Kreisläufen zu fördern und somit erst unmittelbar vor dem Eintrag in das Werkzeug mit Hilfe eines Statikmischers zusammenzuführen. Somit lassen sich bei kurzen Füllzeiten auch äußerst reaktive Harzsysteme verarbeiten. Das Verfahren ermöglicht es gut reproduzierbare Bauteile herzustellen, da durch die präzise Kontrolle des Mischungsverhältnisses, sowie genaue Dosierung der Eingangsmaterialien, eine exakte Einstellung des Volumenstroms ermöglicht wird.
Die einzelnen Ablaufschritte des RTM Verfahrens sind im Folgenden dargstellt:


  • Zuerst wird die spätere Sichtseite des Bauteils mit einem Gelcoat versehen.
  • Anschließend werden in das zweiteilige Werkzeug ungetränkte Verstärkungsfasern, sowie eventuell notwendige Holz- oder Metalleinleger in Form gelegt. Die eingesetzten Verstärkungsfasern können durch Drapieren oder manuelles Zuschneiden entsprechend angepasst werden. Will man ein Sandwichbauteil herstellen liegt innerhalb der Glasfaserlagen zusätzlich ein entsprechender Schaumkern der gewünschten Dicke.
  • Die Form wird nun geschlossen und die Vakuumpumpe, sowie RTM- Anlage an das Werkzeug angeschlossen. Durch das Abziehen der Luft mittels der Vakuumpumpe wirkt der atmosphärische Druck auf die Form und verschließt diese absolut dicht.
  • Gleichzeitig wird über die RTM-Anlage Harz unter Druck in das Werkzeug geleitet, welches die Verstärkungsfasern lückenlos durchtränkt. Durch die Vakuumunterstützung ist gewährleistet, dass das Harz sich gleichmäßig und ohne Lufteinschluss in der Form verteilt und die eingelegten Glasfasermatten sauber durchtränkt. Das Harz härtet nun gleichmäßig mit einer sogenannten exothermen Reaktion aus. Durch die jetzt freigesetzte Temperatur wird der Reaktionsprozess positiv beeinflusst und die Bauteilqualität gesteigert.

Vakuum-Infusionsonsverfahren

Zum einen ermöglicht das Vakuuminfusionsverfahren eine gleichmäßige Verteilung des Harzes in der Form und zum anderen werden mit diesem Verfahren
Bauteile mit hoher Gewichtsersparnis, Temperaturbeständigkeit und Festigkeit erzeugt.

Gute Oberflächengüte. Hoher Fasergehalt. Für große Bauteile.

Beim Vakuum-Infusionsonsverfahren werden zunächst die Fasern „trocken“ in einer Negativform ausgelegt. Im nächsten Schritt wird zur Abdichtung eine Kunststofffolie über den Rand der Form angebracht und anschließend ein Vakuum erzeugt. Am Rand der Gießform, gegenüber der Absaugung, wird die Harzzufuhr appliziert. Durch das permanent anliegende Vakuum wird die Strömung des Harzes initiiert und gefördert, sowie eine gleichmäßige Tränkung der Fasergewebe ermöglicht. Gegenüber dem Handlaminierverfahren lassen sich mit dem Vakuum-Infusionsverfahren gut reproduzierbare Bauteile herstellen und flüchtige Kondensationsprodukte aufgrund der Vakuumtechnik besser und leichter absaugen. Weiterhin zeichnet sich das Verfahren durch hohe Fasergehalte aus. Während beim Handlaminierverfahren Fasergehalte von max. 30% erreicht werden, können bei dem Vakuum-Infusionsverfahren die erzielbaren Gehalte 50% erreichen.

Vakuuminfusionsverfahren


Prepreg-Bauteilherstellung

Die Prepreg Technologie kommt dann zum Einsatz, wenn hohe Anforderungen an die Festigkeit und das Gewicht bestehen. Wie auch beim Vakuum-Infusionsverfahren lassen sich Fasergehalte von 50% realisieren. Bei einem Prepreg handelt es sich um eine vorimprägnierte Faser, welche hier das Rohmateriel für dieses Verfahren darstellt. Prepregs sind auf Phenol- oder Epoxidharzbasis, welche unter Temperatureinfluss oder durch Druck mittels einer Vakuumfolie polymerisieren. Sie weisen daher eine begrenzte Lagerdauer auf. Diese Lagerdauer kann jedoch durch eine Tiefkühlung verlängert werden, wofür wir die entsprechenden Anlagen verfügen.





Als spezielles Verfahren hierbei ist das für den Schienenfahrzeugbau entwickelte

Niedertemperatur-Prepreg-System, welches die höchsten Brandschutzanforderungen erfüllt.



Handlaminierverfahren

Handlaminierverfahren
Das Verfahren
In der Herstellung von Faserverbundteilen ist das einfachste Verfahren, das sogenannte Handlaminierverfahren. Bei dieser Technologie werden die Matten oder Gewebe bestehend aus Glasfasern oder Kohlefasern auf die Form gelegt und von Hand mit einer Rolle oder einem Pinsel getränkt. Dabei kommen nahezu ausschließlich duroplastische Matrixwerkstoffe zum Einsatz. Diese liegen in dünnflüssiger Form vor und ermöglichen aufgrund dieser geringen Viskosität eine gute Benetzung der Fasern. Die Benetzung und die Ablage der Fasern auf die Form erfolgen gleichzeitig mit dem Formgebungsverfahren in einer Form.
Vor- und Nachteile

Vorteil des Handlaminierverfahrens ist die Möglichkeit äußerst komplexe Bauteilgeometrien herzustellen und dabei unterschiedliche Faser- und Verstärkungsmaterialien in einem Bauteil einsetzen zu können. Hinsichtlich der Bauteilgröße sind nahezu keine Grenzen gesetzt. Weiterhin sind mit diesem Verfahren vergleichsweise geringe Investitionskosten verbunden. Neben unterschiedlichen Wandstärken innerhalb eines Bauteils, sind auch Hinterschneidungen mit geteilten Formen möglich. Erreichbare Faservolumenanteile liegen bei diesem Verfahren um die 30%, die jedoch durch nachgeschaltete Pressverfahren während der Aushärtung erhöht werden können.
Bei der Entscheidungsfindung, welches Verfahren für welche Bauteile am geeignetsten ist, sollte beachtet werden, dass beim Handlaminierverfahren mit hohen Lohnkosten sowie hohen Zykluszeiten zu rechnen ist. Zudem hängt die Bauteilqualität entscheidend von der Handfertigkeit des Verarbeiters ab.