Entwicklung einer RTM Prozessvariante zur kavitätsdruckgeregelten Herstellung von Faserverbundstrukturbauteilen

Die pressure-controlled RTM (PC-RTM) Verfahrensvariante ermöglicht eine schnelle Injektion bei definiert geregeltem Kavitätsdruck mittels eines variablen Werkzeugspalts. Bei der Validierung des PC-RTM Verfahrens wird die schnelle Infiltration eines komplexen Bauteils bei 15 bar Kavitätsdruck demonstriert, ohne die integrierten Schaumkerne zu schädigen. Der somit mögliche Einsatz verschlankter Anlagentechnik ermöglicht weitere Kosteneinsparungen.

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Das Hochdruck Resin Transfer Molding Verfahren zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen wird inzwischen in der Serienproduktion genutzt. Großteils werden dünnwandige, schalenförmige Bauteilstrukturen mit hohem Kavitätsdruck von bis zu 100 bar infiltriert. Neue Anforderungen an das Verfahren verlangen nach komplexen und großflächigen Bauteilen, die in kurzer Zeit gefertigt werden. Gleichzeitig sollen druckempfindliche Schaumkerne, mehrteilige Preforms, lokale Verstärkungen und Inserts integriert werden.
Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung der pressure-controlled RTM (PC-RTM) Verfahrensvariante, die eine schnelle, kavitätsdruckgeregelte Injektion ermöglicht. Zentraler Bestandteil ist ein variabler Werkzeugspalt, der eine aktive Regelung des Kavitätsdrucks auf einen vorgegebenen Wert ermöglicht. Bei der Validierung des PC-RTM Verfahrens wird die schnelle Infiltration eines geometrisch komplexen Bauteils mit einem Kavitätsdruck von 15 bar demonstriert, ohne die integrierten Schaumkerne zu schädigen. Dabei sinkt die erforderliche Presskraft um 85%. Zukünftig sind mit dem PC-RTM Verfahren weitere Kosteneinsparungen durch verschlankte Injektions- und Werkzeugtechnik realisierbar.