NRW-Innovationspreis 2014 geht an IKV

Der mit 100 000 EUR dotierte Preis ist der wichtigste Wissenschaftspreis des Landes NRW. Svenja Schulze, Wissenschaftsministerin des Landes NRW, wird ihm diesen am 10. März 2014 in der Kunstsammlung Nordrhein-Westfalen in Düsseldorf überreichen.

Das Spaltimprägnierverfahren reduziert die Taktzeiten bei der Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe (FVK) um bis zu 75 % im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. In Anwendungen, bei denen es auf Leichtbau ankommt, z. B. in der Luftfahrt- oder in der Automobilindustrie, werden immer mehr kohlenstofffaserverstärkte (CFK) oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) eingesetzt. Der Vorteil des am IKV entwickelten Spaltimprägnierverfahrens liegt in der deutlich schnelleren Herstellung dieser Bauteile.

Das Harz zur Imprägnierung der Verstärkungsfasern fließt über einen Spalt äußerst schnell und widerstandarm in die Kavität. Durch die anschließende Schließbewegung des Formwerkzeugs werden die Fasern effizient innerhalb weniger Sekunden getränkt. Die Aushärtung des Bauteils kann hierdurch ebenfalls wesentlich schneller erfolgen. Dieser Vorteil macht es insbesondere durch die Entwicklung einer neuen Werkzeugtechnik möglich, auch großformatige Bauteile in weniger als 60 s zu imprägnieren und so Taktzeiten von weniger als 3 min zu realisieren.

Die Entwicklung der bis heute weit fortgeschrittenen Technologie des Spaltimprägnierens wurde am IKV über viele Forschungsprojekte vorangetrieben. In einem Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF), gefördert vom BMWi über die AiF, wurde das Verfahren zunächst im Labormaßstab entwickelt. Es folgte ein Großprojekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), in dem die wesentlichen Grundlagen erforscht wurden. Es folgte dann ein Projekt zusammen mit einem Firmenkonsortium, das in die Entwicklung einer CFK-Motorhaube mündete. Ein weiteres IGF-Projekt zum Spaltimprägnieren beschäftigte sich mit der Verbesserung der Oberflächenqualität bis hin zur im Automobilbau geforderten Class-A-Oberfläche.

Die CFK-Motorhaube als ein Ergebnis langer Forschungsarbeiten wird durch Spaltimprägnieren in einer Zykluszeit von 15 min voll automatisiert und integriert gefertigt. Dabei konnte der ursprünglich zeitintensive Prozess der Injektion des Harzes trotz der großen Bauteilabmessungen auf lediglich 45 s reduziert werden. Die Aushärtezeit des Harzsystems stellt die zykluszeitbestimmende Komponente dar. Sie ist abhängig von der geforderten Class-A-Oberfläche. Die CFK-Motorhaube verfügt über eine direkt lackierfähige Oberfläche. Sie bietet zudem einen Gewichtsvorteil von ca. 60 % gegenüber der Stahl-Referenzmotorhaube.

Die neueste Spaltimprägnieranlagentechnik wurde auf Basis des langjährig aufgebauten Know-hows des IKV im Bereich der Verfahrens-, Werkszeug- und Anlagentechnik zusammen mit einem Konsortium an Projektpartnern entwickelt und im FVK-Technikum des IKV aufgebaut. Sie ist laut IKV bereit für die Überführung in kommerziell verfügbare Lösungen.

Prof. Hopmann ist überzeugt, dass das Spaltimprägnierverfahren den Leichtbau entscheidend voranbringen wird. Er freut sich zusammen mit allen an diesen Projekten beteiligten Wissenschaftlern und dem gesamten IKV über diese hohe Auszeichnung. Besucher des 27. Internationalen Kolloquiums Kunststofftechnik, das am 19. und 20. März 2014 in Aachen stattfindet, haben die Gelegenheit das Verfahren im laufenden Betrieb zu erleben.