Vergrößerung von weißen elastischen Polyester-Endlosfilamenten.

Blick auf die 3D-Struktur aus elastischen Polyester-Endlosfilamenten. (Bild: Frimo Group)

Können Sitzpolster auch nachhaltig? Die Antwort lautet: ja. Ein Beispiel hierfür liefert Frimo, Lotte, in Zusammenarbeit mit PHP Fibers. Konkret geht es hier um eine 3D-Struktur aus elastischen Polyester-Endlosfilamenten, die sich als Alternative für das Herstellen von Sitzpolstern anbietet. Basis dafür ist das Produkt der Marke Breathair von PHP Fibers. Dieses ist recyclebar, stark wasserabweisend, antibakteriell und sehr gut luft- und feuchtigkeitsdurchlässig. So ist Breathair beispielsweise bereits in geometrisch einfachen Matratzen, aber auch in Sitzpolstern des japanischen Hochgeschwindigkeitszuges Shinkansen im Einsatz.

So wird das Material in Form gebracht

Mit dem Ziel, diesem umweltfreundlichen Produkt komplexere Geometrien, etwa für Automobilsitzpolster oder die Möbelindustrie, zu verleihen, entwickelten die beiden Partnerunternehmen ein neuartiges Verarbeitungsverfahren. Dabei wird das quaderförmig zugeschnittene Vormaterial in ein Werkzeug eingebracht und durch einen speziellen Aufheiz-, Deformations- und Abkühlprozess konturgenau in Form gebracht. Die elastische und dennoch ausreichend steife Schlingenstruktur bleibt aber erhalten.
Die eigentliche Herausforderung, so Thomas Joachim, Director Sales des Frimo Center of Competence Form & Punch, sei es, das Material gleichmäßig aufzuheizen und entsprechend schnell zu verformen und wieder abzukühlen. Die Integration weiterer Funktionen, wie etwa angespritzte oder angepresste Halterungen für die Sitzbezüge, in Verbindung mit entsprechenden Textilien, ermöglicht zudem das Herstellen von thermoplastischen Einstoffsystemen. Diese sind dann, ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaftsbestrebungen, vergleichsweise leicht recyclebar.

Batteriegehäuse im Fokus

Im Bereich der Elektromobilität ist das Herzstück die eigentliche Batterie. Im Fokus der Industrie steht zunehmend auch das gesamte Batteriepaket. Das Verbundprojekt Lightmat Battery Housing (EFRE-0801511) hat sich zum Ziel gesetzt, funktionalisierte, unidirektional faserverstärkte Halbzeuge für die Großserienproduktion von hochbelasteten leichten Kunststoff-Batteriegehäusen zu entwickeln. Für das Batteriegehäuse bedeutet dies eine deutliche Gewichtsreduzierung gegenüber heutigen Elektrofahrzeugen bei maximaler Funktionsintegration in Bezug auf Steifigkeit, Festigkeit, EMV-Abschirmung, Brandschutz und Prozessablauf. Auch Frimo engagiert sich in diesem Projekt und unterstützt die Entwicklung spezieller Werkzeug- und Prozesstechnologien für UD- und D-LFT Tapes. Endlosfaserverstärkte Thermoplaste in Form von UD-Tapes bieten die besten mechanischen Eigenschaften in Faserrichtung. Direkt extrudierte Langfaser-Thermoplaste (D-LFT) hingegen bieten aufgrund ihres guten Fließverhaltens mehr Gestaltungsfreiheit. Kombiniert man beides und fügt Metalleinlagen hinzu, wird ein neuer Freiheitsgrad erreicht und das Leichtbaupotenzial für Hybridstrukturen kann besser genutzt werden. Die Kombination verschiedener Materialien stellt besondere Anforderungen an die Werkzeuge. Frimo hat hierfür ein spezielles Werkzeugkonzept entwickelt, bei dem die vorgewärmten, komprimierten UD Tapes (Tailored Blanks) zusammen mit den D-LFT Strängen in die Werkzeugkavität eingelegt und mit präzisionsgesteuerten Vorschubstiften verpresst werden. Die Vorschubstifte im unternehmenseigenen Tape-D-LFT-Werkzeug drapieren die „Tailored Blanks“ und bilden die Rippenstrukturkavität, die lokal mit D-LFT überströmt wird. Die zusätzliche Werkzeugschließbewegung presst das D-LFT in die Rippen. Das GFK-Metall-Gemisch ermöglicht eine Gewichtseinsparung von bis zu 25 % gegenüber einer Stahlkonstruktion, bei einer Zykluszeit von weniger als einer Minute. Das bedeutet nicht nur eine Gewichts-, sondern auch eine Zeit- und Kostenersparnis.

Quelle: Frimo

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