Hybridbau und Additive: Das zeigt 1A Autenrieth auf der KPA

Auf der diesjährigen Messe Kunststoff Produkte Aktuell (KPA) in Ulm präsentiert 1A Autenrieth neue Ansätze zur Additivierung und Hybridbauweise für faserverstärkte Kunststoffe. Das Unternehmen zeigt an Stand A8 in Halle 2, wie sich durch gezielte Materialmodifikationen leistungsfähige und langlebige Kunststoffbauteile herstellen lassen. Begleitend hält Ronald Müller, Ingenieur für Luft- und Raumfahrttechnik, an beiden Messetagen Fachvorträge zu diesen Themen (Dienstag, 11 Uhr und Mittwoch, 13 Uhr).

Wie beeinflusst die Additivierung faserverstärkte Kunststoffe?

Durch Additive lassen sich gezielt Materialeigenschaften verbessern oder ergänzen. „Bei der Additivierung geht es um die Zugabe von Partikeln, um Materialeigenschaften zu ergänzen oder zu verbessern“, erklärt Müller. Dies spielt eine zentrale Rolle bei der Umformung von thermoplastischen faserverstärkten Kunststoffen (FVK), beispielsweise bei Rohren und Profilen. Diese Halbzeuge benötigen hohe Aufheizraten und Temperaturgradienten für die Verarbeitung. Während Metalle durch induktive Erwärmung effizient aufgeheizt werden können, ist dies bei herkömmlichen Kunststoffen nicht möglich.

Eine Lösung bietet der Einsatz spezieller Nanopartikel, die als Suszeptoren für elektromagnetische Wechselfelder dienen. „Mit Hilfe spezieller Nanopartikel, die der thermoplastischen Matrix als Suszeptor eines elektromagnetischen Wechselfeldes für den Wärmeeintrag beigemischt werden, können FVK-Profile jedoch effizient induktiv erwärmt und damit materialschonend gebogen werden“, erklärt Müller. Eine weitere Anwendung der Additivierung zeigt sich in der Herstellung von Hochleistungskunststoffgleitlagern. Diese bestehen üblicherweise aus teuren Hochleistungspolymeren. „Alternativ lassen sie sich durch Zugabe von Magnesiumhydroxid auch auf Basis von PA6 herstellen“, so Müller weiter.

Welche Vorteile bietet die Hybridbauweise?

Neben der Additivierung setzt 1A Autenrieth auf Hybridbauweisen, bei denen verschiedene Materialien kombiniert werden, um leistungsfähigere Bauteile zu erhalten. Eine Herausforderung besteht darin, endlosfaserverstärkte Profile wirtschaftlich zu verarbeiten. Da es bisher keine wirtschaftlichen Faser-Placement-Technologien gibt, setzt das Unternehmen auf maschinelles Biegen dieser Profile mit anschließendem Umspritzen. „Die so entstehenden Kunststoffbauteile sind extrem leistungsfähig und lassen sich in großen Stückzahlen kostengünstig herstellen“, sagt Müller.

Neue Verbindungstechniken für Wasserstoffleitungen

Ein weiteres Anwendungsgebiet der Hybridbauweise sind FVK-Rohrverbindungen, insbesondere für Wasserstoffsysteme. Eine zentrale Herausforderung besteht in der Entwicklung geeigneter Anschluss- und Verbindungsmöglichkeiten für faserverstärkte Kunststoffrohre. 1A Autenrieth hat hierfür eine neue Prozesskette entwickelt. „Durch eine neuartige Prozesskette aus Extrusion und einem thermoplastischen PulBraiding-Verfahren mit anschließendem Umspritzprozess für diese Anschlüsse können endlosfaserverstärkte Wasserstoffleitungen hergestellt werden“, erklärt Müller.

Quelle: 1A Autenrieth