Norck: Fortschrittliche Verbundwerkstofffertigung für Hochleistungsanwendungen

Norck bietet professionelle Verbundwerkstofffertigung für Prototypen und die Produktion in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Sportartikelindustrie, der Industrie und anderen anspruchsvollen Branchen. Unsere erfahrenen Ingenieure, modernen Anlagen und eine strenge Qualitätskontrolle gewährleisten ein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, präzise Toleranzen und komplexe Geometrien.

Ein Verbundwerkstoff verbindet zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, um seine Eigenschaften zu verbessern.

Glasfaser ist ein weithin bekannter Verbundwerkstoff, der Kunststoff und Glasfasern kombiniert. Die Eigenschaften von Glasfasern sind eine Kombination aus Kunststoff und Glas. Es ist steif, leicht und haltbar. Es wird unter anderem zur Herstellung von Dachlaminaten, Lagertanks, Surfbrettern und vielen anderen Anwendungen verwendet.

Ein weiteres Beispiel sind Kohlenstofffasern, die mit anderen Materialien wie Harz kombiniert werden, um ein bekanntes Material namens Kohlenstofffaser (kohlenstofffaserverstärktes Polymer) zu bilden. Kohlefasern sind wesentlich steifer als Stahl und viel leichter. Sie sind weit verbreitet und werden unter anderem für Flugzeugkarosserien, Sportwagenkarosserien und -sitze, Drohnenkörper, Prothesen, Fahrräder, Hockey- und Baseballschläger verwendet.

Die Herstellung von Verbundwerkstoffen bezeichnet eine Reihe von Fertigungsverfahren, die zur Herstellung eines Teils verwendet werden. Sie wird in den folgenden Bereichen eingesetzt:

- Medizin: chirurgische Werkzeuge, Implantate und Orthopädie.
- Industrie: Vorrichtungen, Halterungen und Gehäuse.
- Luft- und Raumfahrt & Automotive: Karosserien von Flugzeugen und Autos, elektrische Kabel
- Robotik: Körper von Robotern, Greifer
- Konsumgüter: Kochutensilien, Schwimmbadplatten, Duschkabinen

Die Herstellung von Verbundwerkstoffen bietet viele Vorteile, darunter:

- Ganzlich anpassbar: Durch die Kombination der Materialien werden deren Eigenschaften kombiniert, um bessere Eigenschaften zu erzielen.
- Komplexe Formen: Je nach Werkzeug kann die Form des Werkstücks komplex sein
- Oberflächengüte: Teile aus Verbundwerkstoffen haben aufgrund des Gels (das während des Prozesses aufgetragen wird) eine glatte Oberfläche.

Verbundwerkstoffe werden durch verschiedene Herstellungsverfahren hergestellt. Die Wahl des richtigen Verfahrens hängt von der Funktionalität und dem Aussehen des Endprodukts ab.

Im Allgemeinen besteht ein Verbundwerkstoff aus zwei Materialien, der Matrix und der Verstärkung. Das Matrixmaterial, z. B. Polymere, bindet das Verstärkungsmaterial, z. B. Kohlenstofffasern.

Es gibt im Wesentlichen drei Arten von Verbundwerkstoffen

1. Artikel-verstärkt: Ein partikelverstärkter Verbundwerkstoff verwendet Partikel aus Verstärkungsmaterial in einem Matrixmaterial. Er wird für verschleißfeste Komponenten wie Straßenbeläge verwendet.

2. Natürlicher Verbundstoff: Ein Verbundmaterial, wie Knochen und Holz, kommt in der Natur vor.

3. Faserverstärkt:Bei dieser Art von Verbundwerkstoff besteht das Verstärkungsmaterial aus Endlosfasern oder geschnittenen Fasern. Es wird verwendet für

1. Handauflegen: Im Gegensatz zu Spritzguss- und Druckgussverfahren besteht die für dieses Verfahren verwendete Form nur aus einer Hälfte, in der die endgültige Produktform geformt wird.

Zunächst wird die Form gereinigt und eine dünne Gelschicht aufgetragen. Die Gelschicht sorgt für eine Oberflächenbeschaffenheit (Farbe, Glätte, Textur) und verhindert, dass die Verstärkung und die Matrix mit Wasser oder Chemikalien in Kontakt kommen. Nach der Gelbeschichtung wird eine Schicht des Matrixmaterials auf die Form aufgetragen. Diese erste Schicht ist der sichtbare Teil und weist eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit auf, z. B. die Außenfläche eines Bootes.

Dann wird das Verstärkungsmaterial hinzugefügt, und eine Walze, eine zweite Schicht des Matrixmaterials, wird aufgetragen, um die Verstärkung mit der Matrix zu verbinden. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Formteil die gewünschte Dicke erreicht hat. Dann wird das Harz ausgehärtet, um das Teil zu verfestigen. Das letzte Teil wird ausgestoßen, entweder manuell oder mit Hilfe von Auswerferstiften.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Innenfläche des Formteils keine gute Oberfläche aufweist und nicht als Funktionsfläche verwendet werden sollte. Außerdem ist die Produktionsrate gering.

2. Sprühauftrag: Ähnlich wie beim Handauflegeverfahren wird beim Sprühauflegeverfahren eine offene Form verwendet, aber anstatt die Matrix und die Verstärkung manuell aufzutragen, wird ein Sprühgerät verwendet, das beide Materialien mischt. Das Sprühgerät zerkleinert die Verstärkungsfasern in 1" bis 2" große Faserbrocken.

3. Spritzgießen: Beim Spritzgießen wird ein thermoplastisches Material mit Glasfasern verwendet. Dieser Prozess erfolgt in vier Schritten:

- Plastifizierung: Das Kunststoffgranulat wird mit Hilfe einer rotierenden Schnecke aus dem Trichter in die Form befördert und mit Hilfe von Heizvorrichtungen geformt.

- Einspritzen: Die Schnecke bewegt sich vorwärts, um den Druck in der Einspritzkammer zu erhöhen und den geschmolzenen Kunststoff in die Form zu spritzen. Die beiden Kavitäten werden geschlossen gehalten, bis der Kunststoff erstarrt.

- Abkühlen: Nach dem Einspritzen wird der geschmolzene Kunststoff mithilfe eines Kühlkreislaufs abgekühlt, bis er fest wird. Die Schnecke bleibt in ihrer Position, um den Druck in der Form zu halten.

- Auswerfen: Nachdem der geschmolzene Kunststoff mithilfe eines Kühlkreislaufs erstarrt ist, wird das Werkzeug geöffnet und das Teil über Auswerferstifte ausgeworfen. Die Schnecken ziehen sich zurück, um den nächsten Einspritzvorgang vorzubereiten.

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