Das Injektionsverfahren

Injektionsverfahren

Beim Injektionsverfahren wird zunächst das trockene Verstärkungsmaterial in die Form eingelegt. Die Imprägnierung mit Harz erfolgt erst nach dem Schließen der Form, indem dieses mit bis zu 20 bar Druck in die Form injiziert wird.

Als RTM (Resin Transfer Moulding) bezeichnet man das Verfahren, bei dem die Harz/Härter-Mischung aus einem Vorratsbehälter in die Form eingebracht wird.

Eine Weiterentwicklung davon ist das HP-RTM (High Pressure-RTM) genannte Verfahren, bei dem mit bis zu 100 bar Injektionsdruck gearbeitet wird und das Bauteil teilweise sogar noch zusätzlich mittels hydraulischer Presse nachverdichtet wird. Aktuell meist im Automotive-Bereich in Verbindung mit hochreaktiven EP-Systemen angewandt.

RTM-Light bezeichnet eine Niederdruckinjektion mit zusätzlicher Vakuumunterstützung.

C-RTM (Compression-RTM) ist eine Abwandlung des klassischen Nasspressens, wobei hier das mit Fasern belegte Formwerkzeug zunächst auf ein definiertes Maß zusammengefahren wird. Danach wird das Harzgemisch, teils ohne Innendruck, in das Werkzeug eingebracht. Anschließend erfolgt der Kompressionshub, der das Harz durch die Verstärkungslagen drückt. Parallel zu HP-RTM für extrem schnelle Fertigungszyklen (< 300 s) eingesetzt. Für eine schnellere Polymerisation des Harzes werden die Werkzeuge zusätzlich beheizt (80-130 °C).

Für die Herstellung komplizierter Bauteile ist es sinnvoll, mehrlagige vorgeformte Verstärkungsmaterialien zu verwenden, sogenannte Preforms oder Prewovens. Hauptsächlich werden thermoplastisch gebundene Gelege und Gewebe eingesetzt, die vorher durch Wärme vorgeformt wurden. Eine zweite Variante sind geflochtene, gestickte oder gewickelte „Vorformlinge“, die auf einem Formkern mit wechselndem Durchmesser oder einem textilen Träger aufgebaut werden.

Aufgrund der geringen Fließgeschwindigkeit des Harzes und der Fixierung der Fasern bleibt die vorgesehene Faserorientierung erhalten, was zu reproduzierbar guten mechanischen Eigenschaften der Bauteile führt.

Beim RIM (Reaction Injection Moulding)-Verfahren werden die hochreaktiven Komponenten erst unmittelbar vor dem Einspritzen gemischt.

Geeignete Materialien

Als Matrix (Bettungsmasse) werden bei RTM niedrigviskose Epoxid- und Polyesterharze verarbeitet. Zur Verstärkung eigenen sich die speziell für diesen Zweck hergestellten und oberflächenbehandelten Glas-, Aramid- und Kohlefasern in Form von Geweben, Gelegen, Gestricken, Bändern, Vliesen und Matten.

Beim RIM-Verfahren werden üblicherweise hochreaktive Polyurethansysteme ohne Verstärkungsfasern mit Reaktionszeiten < 100 s eingesetzt. Es werden hier allerdings auch bereits kurzfaserverstärkte (vorwiegend Glas) Bauteile hergestellt.

Formen

• GFK- oder Aluminiumformen bei Prototypen und Kleinserien
• Beheizte Stahl- oder Aluminiumformen bei größeren Stückzahlen