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DER KONSTRUKTEUR 5/2018

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DER KONSTRUKTEUR 5/2018

WERKSTOFF- &

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK STOCK ÜBER UND STEIN Sie verlangen Materialien alles ab! Die in der Mountainbike-Szene begehrten Kunstharz-Carbonfaser-Verbunde sind zwar leicht und schick – aber die Bruchgefahr fährt immer mit. Mit brandneuen, leichten Composites kann hier ein neues Kapitel aufgeschlagen werden. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Bisherige Einschränkungen bei Kunstharz-Verbunden, nämlich die Großserientauglichkeit und die intrinsische Sprödigkeit des Materials, könnten dank CFRTP-Verbundwerkstoffen von Covestro bald der Vergangenheit angehören. CFRTP steht für „continuous fiber-reinforced thermoplastic“. Der schlagzähe Matrixwerkstoff Polycarbonat erhöht die Sicherheit weiter – und den beliebten Carbon-Look gibt’s auch noch inklusive. Im Einsatz im Mountainbike muss das Material bei Schussfahrten über Wurzeln und Felsen, in engen Haarnadel-Kurven und bei harten Landungen nach einem Sprung enorme Kräfte und Schläge aushalten. Anlass genug für versierte Entwickler wie Dr. Niccolo Pini, Gründer der Next Composites GmbH in Otelfingen, Schweiz, sich immer wieder mit den neuesten Werkstoffen auseinanderzusetzen. Sein jüngstes Glanzstück: eine Pedal-Kurbel aus CFRTP. Das Teil ist nicht nur extrem leicht und robust, sondern sieht durch die begehrte Kohlefaseroptik auch schön aus. Dank der neuartigen Verarbeitungsmöglichkeiten von Next Composites kann es reproduzierbar und automatisch hergestellt werden – mit allen Vorteilen für die Bauteilqualität. Materialversagen hat für Pini oft einen ganz einfachen Grund: mangelhafte Verarbeitungsqualität durch Handarbeit. „Schon für einfache Bauteile wie eine Kurbel braucht man in klassischer Kunstharz-Verarbeitungsweise 60 bis 70 Carbonfaser-Zuschnitte, die von Hand in der richtigen Reihenfolge und Position ausgerichtet werden müssen. Kein Wunder, dass es da zu Qualitätsproblemen kommen kann“, erklärt er. Die Lösung für Dr. Pini sind CFRTPs – Endlos-Kohlefasern, die mit dem Hochleistungskunststoff Polycarbonat imprägniert sind. Dieser neue Verbundwerkstoff bietet enorme Festigkeiten, lässt CFRTP LÄSST SICH IN EINEM NEUARTI- GEN VERFAHREN REPRODUZIERBAR UND WIRTSCHAFTLICH VERARBEITEN sich aber dank seiner thermoplastischen Matrix maschinell und deutlich schneller als Epoxid-basierte Systeme verarbeiten. Tatsächlich ist die große Stärke der CFRTP-Tapes, dass sie durch die Endlos-Carbonfasern nicht nur hohe Kräfte aufnehmen können, sondern dass mit ihrer Hilfe gleich mehrere konventionelle Schritte bei der Verarbeitung bisheriger Kohlefaser-Duroplast-Verbunde in einem einzigen, schnellen Prozess zusammengefasst werden. Hinzu kommen erhebliche wirtschaftliche Vorteile in Sachen Nachbehandlung: Traditionell gefertigte Kunstharz-Kohlefaser- Verbunde müssen in aller Regel umständlich mit Füllern behandelt, nachgeschliffen und poliert werden, um die ästhetischen Ansprüche der Kundschaft zu befriedigen. Mit CFRTP dagegen kommt das Bauteil mit hochwertiger Oberfläche praktisch verkaufsfertig aus der Maschine. Und mit 150 g Gewicht ist die neue Kurbel trotz ihrer Belastbarkeit auch noch extrem leicht. Ein weiterer Vorteil: Durch die Zähigkeit des Kunststoffs kann bei der Verarbeitung der CFRTP-Tapes weitgehend auf Metall-Inlays verzichtet werden. Dr. Pini und seine Kollegen schneiden ihre Gewinde einfach in die fertig ausgeformte Kurbel. Derzeit benötigen sie nur noch ein einziges Inlay – und auch das soll bald der Vergangenheit angehören. www.covestro.com 16 DER KONSTRUKTEUR 5/2018

POLYAMIDE FÜR HOHE DAUEREINSATZTEMPERATUREN EJOT TSSD ® Die Leichtbau-Lösung Wie funktioniert das TSSD ® Fügeverfahren? Jetzt das Video ansehen und mehr erfahren! E EJOT TSSD® Lanxess hat ein neues Hitzestabilisierungssystem namens XTS2 (Xtreme Temperature Stabilization) für die Polyamid-66-Varianten von Durethan entwickelt. Es hebt deren Wärmealterungsbeständigkeit so stark an, dass diese im Bereich der Wärmeformbeständigkeiten liegen. „Damit halten die Polyamid-66-Typen Dauereinsatztemperaturen bis 230 °C aus. Sie sind dadurch eine Alternative zu teuren, hitzestabilisierten Spezialthermoplasten. Erster Vertreter der neuen Produktreihe ist ein mit 35 Gewichtsprozent Glasfasern verstärktes Polyamid 66, das als Durethan AKV35XTS2 vermarktet werden soll. Geplant ist, künftig auch XTS2-Produktvarianten mit höheren und niedrigeren Glasfasergehalten anzubieten. Ebenfalls in Entwicklung ist ein blasformbares Polyamid 66 für PKW-Luftführungsbauteile, das mit dem XTS2-System stabilisiert ist. Durethan AKV35XTS2 zeigt im Vergleich zu Polyamid-66-Varianten, die den gleichen Glasfasergehalt haben und mit der Thermostabilisierung H2.0 ausgerüstet sind, eine bessere Fließfähigkeit der Schmelze. www.lanxess.com Der TSSD ® von EJOT ist eine prozesssichere Verbindungslösung für Leichtbau-Werkstoffe. Gerade die in der Automobil- und Luftfahrtindustrie häufig verwendeten Sandwich-, Waben- und Schaumkernstrukturen sind prädestiniert für den Einsatz des Thermischen Stoff-Schluss-Doms. Mittels Rotation und des damit verbundenen Wärmeeintrags dringt der TSSD ® in das Bauteil ein und erzeugt eine hochbelastbare, formschlüssige Verbindung. Wir unterstützen Sie gerne bei Ihrem nächsten Leichtbau-Projekt! www.industrie.ejot.de EJOT Qualität verbindet ® EJOT GmbH &Co. KG Industrial Division Präzision für komplexe Bauteile. EJOT.indd 1 12.04.2018 10:25:31 ALTERNATIVE ZU KLASSISCHEN CHROMOBERFLÄCHEN Für silberweiß glänzende Oberflächen ohne den Einsatz von Chrom sorgt der Industrielack Chrome Star von WB Coatings. Optisch und physisch schafft ein Trio aus Grundierung, Basislack und Klarlack Ergebnisse, die hohen Ansprüchen von Design, Architektur und Industrie gerecht werden. Er lässt sich einfach auftragen und kann den Wegfall von Chrom (VI) kompensieren. In Tests zeigt sich der Lack kratzfest und beständig gegen Speichel, Schweiß, Chemikalien und Cremes. Die drei aufeinander abgestimmten Zwei-Komponenten- Systeme werden mit handelsüblichen Sprühsystemen appliziert. Ein lasierender Zusatzlack ermöglicht eine farbige Oberflächengestaltung mit brillanten Effekten. Das keramische Präzisionsgiessverfahren Exacast® ermöglicht die präzise Fertigung komplexer Gussteile, reduziert Arbeitsgänge wie Bearbeitung, Schweissen oder Schmieden und bietet höhere Freiheitsgrade für Konstrukteure. Kontaktieren Sie uns. Unser Engineering-Team berät Sie gerne über unsere Möglichkeiten: Höchste Qualität in über 100 Stahl- und Eisenwerkstoffen. www.wolfensberger.ch Besuchen Sie uns an der Castforge Stuttgart Halle 6 / Stand B14 www.wb-coatings.de DER KONSTRUKTEUR 5/2018 17 Wolfensberger.indd 1 19.04.2018 15:31:25

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