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Sheet Moulding Compounds von Schunk Carbon Technology

CFK-Bauteile
Sheet Moulding Compounds von Schunk Carbon Technology

Sheet Moulding Compounds von Schunk Carbon Technology
Die neuen Carbon Fiber Sheet Moulding Compounds (C-SMC) ersetzen teure gefräste Leichtmetallteile mit hoher Festigkeit und reduzieren die Anzahl von Bauteilen durch Integralbauweise Bild: Schunk Carbon Technology
Die Einsatzmöglichkeiten von CFK-Bauteilen faszinieren Ingenieure nach wie vor. Wenn nur das leidige Thema Kosten nicht wäre. Nun hat Schunk Carbon Technology eine neue Spielart der Verarbeitung von Sheet Moulding Compounds mit Karbonfasern entwickelt (C-SMC): Durch leistungsfähige Pressverfahren sollen die robusten Bauteile verstärkt im Volumenbereich eingesetzt werden können.

Oliver Züchner, Fachjournalist, Hannover

Inhaltsverzeichnis

1. Kurze Verarbeitungszeiten
2. E-Mobilität im Blick
3. Leitmesse Industrial Supply

 

CFK-Bauteile auf Basis von Karbonfasern ermöglichen nach Angaben von Schunk Carbon Technology eine Gewichtsersparnis von etwa 40 Prozent und das bei etwa ähnlich hohen Bauteilkosten. Die Ingenieure des Unternehmens aus dem hessischen Heuchelheim denken hierbei speziell an den Ersatz gefräster Aluminiumteile, wie sie etwa in Flugzeugen und Kraftfahrzeugen als Halter für Batterien, Kabel und Motoren zum Einsatz kommen. Auch in der Maschinenindustrie und im Medizinbereich sollen die funktionalen Strukturbauteile Einzug halten. „Aluminium kommt pro Kubikzentimeter auf ein Gewicht von 2,7 g, das neue Material auf 1,5 g. Dabei sind die mechanischen Eigenschaften vergleichbar“, erklärt Hartmut Gross, Leiter Advanced Solutions bei Schunk Carbon Technology.

Kurze Verarbeitungszeiten

Anders als üblich setzen die Ingenieure in den Carbon Fiber Sheet Moulding Compounds (C-SMC) genannten Halbzeugen statt Endlos(glas)fasern 50 mm lange Karbonkurzfasern ein, die beim Zulieferer zunächst zu Matten verarbeitet und in Epoxidharz eingebettet werden. Beim Unternehmen wiederum werden die teigartigen Platten durch Pressen in die endgültige Form gebracht. „Das ermöglicht kurze Verarbeitungszeiten, die wir für Volumenteile benötigen, aber mit alternativen Verfahren wie
Harzinjektion nicht erreichen können“, sagt Gross.

Überhaupt ist das Verfahren vergleichsweise einfach in der Handhabung, da die zugelieferten Matten in nur einem Schritt verarbeitet werden können. „Der Prozess ist so simpel wie Spritzguss, sobald der Prozess steht“, sagt Gross. „Wir haben keine komplizierten Lagenaufbauten, die Abläufe sind einfach und können hochautomatisiert ablaufen, und das bei kurzen Zykluszeiten und gleichbleibend hoher Qualität.“

Die C-SMC-Halbzeuge sind eine vergleichsweise neue Entwicklung. Erst seit knapp drei Jahren bieten Zulieferer die Vorprodukte mit einer Matrix aus Epo-xidharz oder einem anderen Kunststoff in einem Umfang an, der eine breitere industrielle Verarbeitung erlaubt. Bei Schunk wiederum lag die Aufgabe, die passende Presstechnik für die Compounds zu finden und auszulegen. „Wir profitieren hier von unserer Erfahrung mit uniaxialen Verfahren“, meint Gross.

E-Mobilität im Blick

Ein besonders weites Einsatzfeld für die neuen Strukturbauteile sieht das Unternehmen in der E-Mobilität. Dort kämpfen die Entwickler um jedes Gramm Gewicht, um einerseits die Reichweite der Fahrzeuge zu erhöhen, andererseits die Lebenszeit der Batterien zu verlängern. „Dabei können wir selbst komplexe Formen ermöglichen, bei denen bisher Fräsverfahren im Vorteil waren“, sagt Gross. Auch Änderungen in der Wandstärke seien bei den Teilen gut umsetzbar, die im Temperaturbereich von –60 bis 200 Grad Celsius stabile Eigenschaften aufwiesen.

Den Anstoß zur Entwicklung gab eine Kundenanfrage, bei der ein Faserverbundbauteil aus mehreren Komponenten zu entwickeln war und sich die strikten Gewichtsvorgaben nur durch Einsatz von C-SMC-Komponenten realisieren ließen. Innerhalb von wenigen Monaten brachten die Ingenieure das Verfahren zur Einsatzreife, das noch 2018 in den Echtbetrieb übergehen wird.

„Wir stehen noch am Anfang“, sagt Gross, „aber wir sehen Potenziale und Interesse bei den Herstellern: zunächst in Automobilen der Oberklasse, getrieben von der E-Mobilität, mittelfristig in der Luftfahrt und in der Robotik.“ Denn die Greifer von Produktionsrobotern lassen sich mit C-SMC-Bauteilen leichter und stabiler ausführen. eve

www.schunk-carbontechnology.com

Nähere Informationen zu C-SMC bietet ein Infoblatt:

http://hier.pro/EbEjF

Hannover Messe 2018: Halle 5, Stand A18

PLUS

Leitmesse Industrial Supply

Mehr über Produkte und Lösungen der Schunk Carbon Technology erfahren Besucher in Halle 5 (Stand A18) der Hannover Messe vom 23. bis 27. April. Dort zeigt das Unternehmen im Rahmen der Industrial Supply, der internationalen Leitmesse für innovative Zulieferlösungen und Leichtbau, seine Produkte und Services. Geschätzt mehr als 80.000 Besucher werden in diesem Jahr auf der branchenübergreifenden Schau in den Hallen 3–5 erwartet, davon 95 Prozent Fachbesucher und gut 40 Prozent aus dem Ausland. Kernthemen der Industrial Supply sind Global Sourcing und die Arbeit in Netzwerken (Smart Supply). Das spiegelt sich in den Formaten der Messe wieder, etwa der neuen Integrated Lightweight Plaza, dem zentralen Zulieferforum und den Highlights@IndustrialSupply. Weitere Synergien ergeben sich aus der Cemat: Die Weltleitmesse für Intralogistik und Supply Chain Management findet erstmals zeitgleich zur Hannover Messe statt.


„Aluminium kommt pro Kubikzentimeter auf ein Gewicht von 2,7 g, das neue Material auf 1,5 g. Dabei sind die mechanischen Eigenschaften vergleichbar.“

Hartmut Gross, Leiter Advanced Solutions bei Schunk Carbon Technology
Bild: Schunk Carbon Technology

Systems Engineering im Fokus

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