GÖPPINGEN (hi). Bereits heute werden bei vielen Fahrzeugmodellen immer mehr Bauteile aus Faserverbundkunststoff, einem Werkstoff, bestehend aus Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix, verbaut. Durch Einsatz dieses Materials werden Autos leichter und ihr Treibstoffverbrauch sinkt. Zusätzliche Möglichkeiten eröffnen sich durch den Einsatz von Kunststoffen mit Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff (CFK): Nach Einschätzung der Forschungsvereinigung Automobilbau sind durch Einsatz von Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff bis zu 50 Prozent Gewichtseinsparung gegenüber herkömmlichen Bauweisen bei jedem Bauteil möglich.

Bereits 1998 wurden die ersten Pressen zur Verarbeitung von Faserverbundkunststoffen bei Schuler SMG entwickelt. Seitdem kommen die Schuler-Anlagen zum Beispiel bei der Produktion von Dächern für Sportfahrzeuge erfolgreich zum Einsatz. Neu ist das Engagement des Pressenbauers im Bereich Pressen zur wirtschaftlichen Herstellung von CFK-Bauteilen in Großserie. Den Erfolg dieser Anlagentechnik beweist ein großer Auftrag über mehrere Kunststoffpressen, den der Pressenbauer kürzlich von einem Premium-Automobilhersteller erhalten hat.

Schuler SMG in Waghäusel hat seit 1998 wirtschaftliche Systemlösungen mit hydraulischer Pressentechnik für die Serienfertigung von faserverstärkten Bauteilen für die kunststoffverarbeitende Industrie entwickelt und realisiert. Seitdem kommen Schuler-Anlagen zum Beispiel bei der Produktion von Dächern für Sportfahrzeuge zum Einsatz.

Ein zukunftsträchtiges Verfahren für die Herstellung von CFK-Bauteilen ist das Resin Transfer Molding (RTM). Bisher war der Einsatz dieses Verfahrens nur für Einzelteile oder die Kleinserienfertigung erprobt. Die Herausforderung lag in der wirtschaftlichen Fertigung von Bauteilen für die Großserie. Mit den hydraulischen Kunststoffpressen, die Schuler SMG gegenwärtig für einen Premium-Automobilhersteller baut, ist dies erstmals möglich. Die ersten Anlagen werden bis zum Frühjahr 2011 beim Kunden installiert.

Das RTM-Verfahren zur Herstellung von CFK-Bauteilen

Zunächst werden Matten aus Verstärkungsfasern auf Vorformpressen in eine grobe Vorform gebracht. Dann wird das vorgeformte Bauteil in das untere Pressenwerkzeug der Schuler-Kunststoffpresse eingelegt. Das Werkzeug wird durch den Pressenstößel bis auf einen einstellbaren kleinen Restspalt geschlossen. Nach einer Vakuumisierung der Werkzeugkavität werden flüssiges Harz und Härter in die Kavität eingespritzt und die Fasermatten imprägniert. Nach diesem Füllprozess wird mit dem Pressenstößel die Nachdruckkraft aufgebracht, während der das Bauteil in dem beheizten Werkzeug mehrere Minuten aushärtet. Danach kann das fast fertige Bauteil entnommen werden.

Die große Stärke dieses Verfahrens besteht darin, dass das Bauteil anschließend nur noch am Rand beschnitten und eventuell mit Bohrungen versehen werden muss. In jedem Fall ist die Gesamtzahl der notwendigen Produktionsschritte sehr gering und die Bauteilequalität trotzdem extrem hoch. Das Aushärten des Harzes unter hoher Kraft sorgt für sehr stabile Strukturen – das wurde in Crashtests unter Beweis gestellt.