Neue Technik für umweltfreundliche und innovative Beschichtungen von Verbundteilen
Kriterien für Verbundteile im Automobil- und Verkehrssektor sind vor allem Gewicht, Preis und Produktionsrate. Bislang kamen hierfür in der Regel teure Technologien wie Autoklavhärtung und SMC (sheet moulding compound) zum Einsatz. Nun aber können mittels Harzinjektionsverfahren (resin transfer moulding, RTM) bessere Ergebnisse bei Kosten und Produktionsraten erreicht, ohne dass Leistung und Qualität nachlassen. Das EU-finanzierte Projekt ECOGEL CRONOS (High productivity manufacturing process of composite parts based on zero emissions fast curing coatings and heated moulds) entwickelte ein RTM-Verfahren für Pulvergelbeschichtungen sowie neue Formtechnologien. Für die Pulvergelbeschichtung mussten die Projektpartner zunächst ein Pulverharzsystem konzipieren. Hierfür modifizierten sie verschiedene Harze, um die Haftung zwischen Gelpulver und Harzen zu verbessern, Gelbeschichtungen für den Formenbau zu entwickeln und die thermische Beständigkeit der für die Heißbeschichtung verwendeten Epoxidharze zu verbessern. Für die Herstellung wurden Vorformlinge verwendet. Weiterhin prüfte ECOGEL CRONOS, wie sich mit den Vorformlingen Zykluszeiten reduzieren lassen, wobei eine drastische Reduzierung durch Automatisierung erreicht wurde. Die RTM-Form und elektrischen Schwellenwerte leitfähiger Pulvergelbeschichtungen wurden mit Simulationsprogrammen berechnet. Daraus resultierten nicht leitende sowie leitfähige Pulvergelbeschichtungen und eine elektrisch beheizte Technologie zur Fertigung von Demonstratoren. Die Technologien für elektrisch leitfähige Heißbeschichtungen basieren auf Schichten aus Carbonfaserkunststoffen für die Serienfertigung der Teile, speziell für landwirtschaftliche Geräte und Güterverkehr. Schließlich wurde eine Lebenszyklusanalyse der Pulvergelbeschichtung durchgeführt. Die Beschichtungen von ECOGEL CRONOS bieten für RTM-Produktionsanlagen enorme Vorteile im Zusammenhang mit Kosten, Sicherheit, Umwelt und Prozessflexibilität. So ist etwa die Aushärtungszeit wesentlich kürzer als bei herkömmlichen flüssigen Gelbeschichtungen. Nicht-leitende Pulvergelbeschichtungen konnten die Emissionswerte potenziell schädlicher Dämpfe (flüchtige organische Substanzen) verglichen mit herkömmlichen Systemen um das 30-fache reduzieren, sodass die Ausdünstung von Styrol aus Gelbeschichtungen am Arbeitsplatz vermieden wird.
Schlüsselbegriffe
Verbundwerkstoffe, Pulvergelbeschichtungen, RTM, ECOGEL CRONOS
