Copro_Rollformtechnik

Mit Rollen zu komplexen Formen

Leichtbau

Die wirtschaftliche Faserverbundfertigung basiert auf automatisierten Produktionsanlagen mit intelligenter Prozesssteuerung und einer direkten Qualitätsüberwachung während des Produktionsprozesses. Handelt es sich um hochbelastete dreidimensionale Bauteile mit komplexer Geometrie, wird es dennoch teuer. Denn bisher lassen sich Profilbauteile aus Faserverbundwerkstoffen nur durch kostspielige Wickel-, Flecht- und Pressverfahren automatisiert herstellen.

Eine neue, am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte Rollformtechnologie für Faserverbundprofile könnte dies jetzt ändern. Diese Technologie ist unter dem Namen Copro patentiert. „Mithilfe von Copro können selbst komplexe dreidimensionale Profilgeometrien effizient und kostensparend hergestellt werden“, erklärt Prof. Martin Wiedemann vom DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig.

Rotierende Walzenpaare für fast jedes Profil

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Copro Technology-Gründer H. Borgwardt(l.) und A. Stahl (r.) mit Prof. M. Wiedemann vom DLR-Inst. für Faserverbundleichtbau und Adaptronik. Foto: DLR

Und das geht so: Die Copro-Technologie nutzt rotierende Walzenpaare. Textile Halbzeuge werden durch Walzen mit variabler Drehgeschwindigkeit kontinuierlich zu Preform-Profilen geformt. Durch die stufenlos einstellbaren Geschwindigkeitsunterschiede der Walzenpaare können Preform-Profile mit frei wählbaren Krümmungsradien realisiert werden. Möglich sind sowohl offene Profilquerschnitte wie C-, Z-, T- oder Omega-/Hutprofile als auch geschlossene Profile in einem kontinuierlichen Fertigungsverlauf. Die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Lagen ist ebenso möglich wie die Inline-Integration von Verstärkungsschichten und Patches. Für Hybridanwendungen können Glas-, Aramidfaser- oder Kohlefaserhalbzeuge oder Metallbänder gleichzeitig verarbeitet werden. Prepregs und thermoplastische Materialien wurden ebenfalls auf grundsätzliche Umformbarkeit mit der Copro-Technologie getestet.

Integration in RTM-Prozesse

Damit lassen sich Preform-Profile für den RTM-(Resin Transfer Moulding-)Prozess jetzt effizient und kosten­günstig herstellen. Bislang ist das Preforming in der RTM-Prozesskette ein kostenintensiver Fertigungsschritt. Die Automatisierung dieses Prozesses kann die Bauteilkosten signifikant senken. Integriert in die RTM-Prozesskette und in Kombination mit Gelegematerial (NFC) bietet die Technologie eine attraktive und wettbewerbsfähige Möglichkeit zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffbauteilen, auch für die Massenfertigung in der Automobilindustrie. Mögliche Anwendungen sind Karosserie- und Chassis-Strukturprofile, Dach- und Bodenprofile sowie Streben.

Zwei Mitarbeiter des DLR-Instituts in Braunschweig, Henrik Borgwardt und Arne Stahl, haben Ende 2016 ein Unternehmen, die Copro Technology GmbH, mit Beteiligung des DLR ausgegründet. Copro Technology vermarktet die neue Rollformtechnik.

Matthias Gutbrod

Aufmacherbild: DLR