Injektions- und Infusionstechnologie

Harzinjektionsverfahren werden in einer Vielzahl von sehr unterschiedlichen Bereichen zur Fertigung von Faserverbundwerkstoffen eingesetzt und lösen in zunehmendem Maße manuelle Fertigungsverfahren ab. Eine besondere Bedeutung hat das Resin-Transfer-Moulding (RTM) mit dem Einzug der endlosfaserverstärkten Kunststoffe in die automobile Serienfertigung erlangt. Neben ökonomischen und materialspezifischen Vorteilen zeichnen sich RTM-Verfahren im Wesentlichen durch eine deutlich bessere Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile, eine verbesserte Reproduzierbarkeit sowie der Möglichkeit der vergleichsweise einfachen Integration von Kernen und Inserts aus.

Harzinfusionsverfahren bieten sich besonders für großflächige Bauteile an, da hier nur eine formgebende Werkzeughälfte benötigt wird und somit Investitionskosten eingespart werden können. Als Konsequenz hieraus ergibt sich im Vergleich zu den Injektionsverfahren ein geringerer Infusionsdruck, der maximal dem vorherrschenden Umgebungsdruck entspricht. Diese Einschränkung der Prozessparameter muss bei der Auslegung des Fertigungsprozesses durch den Einsatz entsprechender Hilfsmittel wie z. B. Fließhilfen, Membranen, spezielle Textil- und Laminatarchitekturen, Fließkanäle im Bauteil, mehrere Angusspunkte etc. berücksichtigt werden.

Der Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe beschäftigt sich auf dem Gebiet der Injektionsverfahren mit der Entwicklung schnell härtender Systeme für RTM-Prozesse. Neben der Härtungskinetik, die eine niedrige Viskosität bis zur Formfüllung und anschließend eine sehr schnelle Aushärtung ermöglichen soll, stehen insbesondere die Erhöhung von Temperaturbeständigkeit und Zähigkeit sowie die Verbesserung des Brandverhaltens der Verbundwerkstoffe im Vordergrund.

Entwicklungen im Bereich der Infusionsverfahren adressieren vorwiegend die Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen. Die hierfür einzusetzenden Harzsysteme müssen ausreichend lange Topfzeiten aufweisen, um die Verstärkungstextilien vollständig zu infiltrieren. Gleichzeitig müssen die Matrixsysteme eine hervorragende Ermüdungstoleranz aufweisen um die Zuverlässigkeit in der Anwendung zu gewährleisten. Im Labor für dynamische Prüfung des Lehrstuhls für Polymere Werkstoffe können die Ermüdungseigenschaften der hegestellten Laminate unmittelbar charakterisiert werden.

Ansprechpartner: M. Sc. Gökhan Bakis
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