Gewebe-Schaum-Verbunde effizienter fertigen

Gewebe-Schaum-Verbunde sind als hochwertige Sichtbauteile wie Sonnenblenden oder Dachhimmel im Automobilinterieur, aber auch als Protektoren in den Bereichen Arbeitsschutz und Sport heute unverzichtbar. Diese genannten Bauteile bestehen aus einem textilen Gewebe an der Oberfläche und einem geschäumten Polymerkern.

Bislang werden diese Verbunde in einem mehrstufigen Verfahren hergestellt: Zunächst wird ein Textilgewebe hergestellt, das als Deckschicht dient. Weiterhin wird der Polymerschaumkern produziert, der gegebenenfalls in Form gebracht werden muss. Der so entstandene Kern wird dann wiederum mit einem polymeren Textilgewebe kaschiert.

Um diesen Prozess effizienter zu gestalten, entwickelt die Neue Materialien Bayreuth gemeinsam mit Partnern in einem im Oktober 2022 gestarteten Kooperationsprojekt eine neuartige Prozesstechnologie unter Einsatz optimierter Werkstoffe.

• Institut für Materialwissenschaften Ifm (Hochschule für Angewandte Wissenschaft Hof)
• Indorama Ventures Mobility Krumbach
• Schraml Metallverarbeitung
• Neue Materialien Bayreuth
• Im Unterauftrag beteiligt sich das Unternehmen Collischan

Das Projekt setzt bereits beim Herstellen des Gewebes an. In einem Verfahren werden schon während des Webprozesses die erzeugten Gewebekammern in-situ mit Partikelschaumperlen befüllt. Der Einsatz von Partikelschaum als Kernmaterial hat zum einen den Vorteil, dass ein besonders leichtes Bauteil entsteht. Weit vorteilhafter ist jedoch, dass ddas dampfbasiert Verarbeiten von Partikelschaum einen einstufigen Prozess darstellt, mit dem endkonturnahe Verbundbauteile mit integrierter Kaschierung erzeugt werden können.

Im Bild oben ist das Herstellen der mit dem Kernmaterial gefüllten Gewebestrukturen und deren Verarbeitung zu Gewebe-Partikelschaum-Verbundbauteilen zu sehen. Zum Einsatz kommen Mehrlagen- und Abstandsgewebe in Größe und Form des künftigen Bauteils, aus denen über Bindungstechniken Kammerstrukturen oder textile Gelenke gewebt werden. Die Gewebekammern werden bereits während des Webprozesses in-situ gefüllt. Das Verarbeiten der gefüllten Gewebekammern zu Verbundbauteilen erfolgt im dampfbasierten Formteilprozess sofort endkonturnah. Auf diese Weise entsteht in nur zwei Verfahrensschritten ein fix und fertiges Gewebe-Partikelschaum-Verbundbauteil. Ausgehend von dieser Prozesstechnologie untersucht das Projekt das Verarbeitungsverhalten verschiedener Partikelschäume sowie Varianten bei der Kammergestaltung und bei der Faser- respektive Bindungswahl, um die resultierenden Bauteileigenschaften, wie Gewicht oder Impact, zu optimieren.

Die zu erarbeitende Prozesstechnologie ermöglicht es, die Taktzeiten und die Fertigungskosten zu senken. Darüber hinaus können durch konsequenten Leichtbau auch positive Entwicklungen in Bezug auf Nachhaltigkeit erzielt werden.

Die Arbeiten erfolgen im Rahmen des vom Bayerischen Verbundforschungsprogramms (BayVFP; Förderlinie Materialien und Werkstoff) geförderten Kooperationsprojekts „GePaV – Entwicklung eines automatisierten, in den Webvorgang integrierten Prozesses zur Herstellung von Gewebe-Partikelschaum-Verbunden“ (MW-2112-0021).

Quelle: NMB