Thermoplastische Verbundwerkstoffe für das Fließpressverfahren

Mit Tepex flowcore bietet Lanxess, Köln, eine Composite-Reihe für verschiedene Verfahrensvarianten des Fließpressens. Diese Produktfamilie wurde nun ausgebaut und optimiert. Die neuen Composites sind als Alternative zu duroplastischen Sheet Molding Compounds (SMC) ausgelegt. Bei ähnlich guter mechanischer Performance verhalten sie sich duktiler und sind als thermoplastische Systeme im Gegensatz zu SMC gut zu rezyklieren. Sie lassen sich einfach verarbeiten, weil sie nur thermisch um- und ausgeformt werden. „Wir zielen mit Tepex flowcore vor allem auf große Unterbodenverkleidungen und Laderaummulden für Automobile, aber auch auf Bauteile wie großflächige Verkleidungen und Batteriedeckel“, erklärt Sabrina Anders, Projektleiterin für Tepex flowcore beim Lanxess-Geschäftsbereich High Performance Materials. Tepex flowcore wird bereits in der Serienfertigung eingesetzt –beispielsweise bei einem Stoßfängerträger für eine Mittelklasse-Limousine eines japanischen Automobilherstellers.

Breit gefächertes Sortiment

Die neuen, plattenförmigen Verbundwerkstoffe werden mit einer Matrix auf Basis von PP, PA 6, PA 12, TPU oder flammgeschütztem PC angeboten. Die Matrix ist im Gegensatz zu Tepex dynalite nicht mit Endlos-, sondern mit Langfasern verstärkt. Sie sind bis zu 50 mm lang und als Schnittfasern mit konstanter Länge in der Matrix verteilt. Angeboten wird Tepex flowcore entweder mit Glas- oder Carbonfaserverstärkung.

Quasi-isotrope mechanische Eigenschaften

Bauteile aus den neuen Leichtbau-Werkstoffen können unter geeigneten Verarbeitungsbedingungen annähernd so biegesteif wie ihre Pendants aus Tepex dynalite sein und weisen deutlich höhere Festigkeiten auf als die meisten kurzfaserverstärkten Spritzgießmaterialien. Je nach Verarbeitung und Bauteildesign lassen sich die Fasern in eine Vorzugsrichtung oder vollständig zufällig orientieren. „Die Bauteile können so ausgelegt werden, dass sie quasi-isotrope, also in alle Richtungen fast gleiche mechanische Eigenschaften aufweisen“, erläutert Anders.

Zahlreiche Verarbeitungsoptionen

Die neuen Composites sind vielseitig zu verarbeiten. So lassen sie sich auf Standardwerkzeugen für langfaser- oder glasmattenverstärkte Thermoplaste (LFT bzw. GMT) fließpressen. Auch auf bestehenden SMC-Anlagen und -Werkzeugen können sie eingesetzt werden. „Sie sind so fließfähig, dass filigrane Bauteilbereiche – wie etwa Rippenstrukturen – präzise abgebildet und dünne Wanddicken umgesetzt werden können“, so Anders. Tepex flowcore und Tepex dynalite können im Fließpressverfahren auch gemeinsam zum Einsatz kommen und zeigen dabei wegen der identischen Polymermatrix eine exzellente Haftung zueinander. „Dies eröffnet die Chance, besonders belastete Bauteilbereiche mit Tepex dynalite gezielt zu verstärken und gleichzeitig mit Tepex flowcore Funktionen wie Führungen und Aufnahmen zu integrieren. Vorteil ist dabei auch, dass der Verarbeiter alle diese Composite-Halbzeuge aus einer Hand bekommt und nicht Materialien verschiedener Hersteller kombinieren muss“, erklärt Anders.

Außerdem eignen sich die neuen Verbundwerkstoffe – ebenso wie Tepex dynalite – gut für das Hybrid Molding-Verfahren. Dabei werden sie in einem Prozessschritt im Spritzgießwerkzeug umgeformt und per Spritzgießen mit Funktionen versehen. Noch einen Schritt weiter ging dabei die Produktion des Stoßfängerträgers für die japanische Limousine. Das Strukturbauteil besteht aus Tepex flowcore und Tepex dynalite, die mit einem PA-6-Compound der Marke Durethan umspritzt und funktionalisiert sind.

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