Umformtechnologien wie das Biegen und Thermoformen ermöglichen die präzise Verformung von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff unter kontrollierten Bedingungen. Dabei ist es entscheidend, die Fasern vor Beschädigungen oder Bruch zu schützen und die Matrix unversehrt zu halten, um die mechanischen Eigenschaften zu erhalten und Delaminationen oder Risse zu vermeiden. Im Gegensatz zu metallischen Werkstoffen hängt das Verformungsverhalten dieser Materialien von der Faserarchitektur, den Matrixeigenschaften und dem Laminataufbau ab. Diese Verfahren werden entweder im formbaren Zustand angewendet, etwa bei Prepreg- oder B-Stage-Materialien, oder sie erfordern spezielle Erwärmungstechniken, besonders bei thermoplastischen Werkstoffen.
Eine innovative Ausprägung dieser Technologie basiert auf dem Prinzip des Rotationszugbiegens, ursprünglich aus der Metallverarbeitung, und wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts DRIFT für die Verarbeitung von thermoplastischen, endlosfaserverstärkten Profilen adaptiert. Entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Anlagenhersteller WAFIOS, spielt das Fraunhofer IGCV eine zentrale Rolle bei der werkstoffgerechten Weiterentwicklung und Umsetzung.
Durch die Integration einer Heizeinheit, derzeit in Form einer Kontaktheizung, wird die thermoplastische Matrix gezielt auf die erforderliche Umformtemperatur gebracht. Das Erhitzen des Profils im Biegebereich erweicht die thermoplastische Matrix, wodurch ein Biegen mit variablen Radien und Biegelängen ermöglicht wird. Dies ermöglicht das lokale und präzise Umformen der endlosfaserverstärkten Composite-Profile mit hoher Formgenauigkeit und minimaler Schädigung der Faserstruktur.
Diese Biegetechnologie erlaubt das Umformen kontinuierlich faserverstärkter, thermoplastischer Profile mit unterschiedlichen Geometrien, wie Stäben, Rohren und Flachprofilen. Durch die variable Programmierung können verschiedene Biegegeometrien realisiert werden.
Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV
