Produktionslinie für das Formpressen von Kohlenstofffasern

Das Formpressen von Kohlefasern ist ein Eckpfeiler in der modernen Herstellung von Kohlefaserteilen und ermöglicht die Herstellung von leichten und dennoch robusten Komponenten. Wenn Sie erwägen, mit einem Hersteller von Kohlefaserteilen wie Alizn zusammenzuarbeiten, wird Ihnen das Verständnis dieses Verfahrens helfen zu verstehen, warum es für Ihre Projekte ideal ist. Wir gehen auf die gesamte Produktionslinie ein und stellen standardisierte Verfahren vor, die die Qualität auf Schritt und Tritt gewährleisten.

Verstehen des Carbonfaser-Pressformens

Beim Formpressen von Kohlefasern werden Kohlefasermaterialien in einer Form mit Hitze und Druck bearbeitet, um präzise Formen zu erhalten. Dieses Verfahren ist entscheidend für die Herstellung von Kohlefaserteilen, die ein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweisen. Als Kunde möchten Sie sicher sein, dass die Teile, die Sie erhalten, fehlerfrei und leistungsfähig sind. Deshalb folgt unser Alizn-Team von Anfang bis Ende standardisierten Protokollen.

Beim Formpressen von Kohlenstofffasern werden rohe Kohlenstofffaserplatten oder -vorformen durch kontrollierte Kompression in fertige Produkte verwandelt. Das Verfahren minimiert Hohlräume und sorgt für eine gleichmäßige Harzverteilung, so dass Teile entstehen, die auch extremen Bedingungen standhalten. Ganz gleich, ob Sie maßgeschneiderte Kohlefaserteile für Prototypen oder Großaufträge benötigen, dieses Verfahren bietet die Zuverlässigkeit, die Sie suchen.

Bei Alizn ist unsere Produktionslinie für das Formpressen von Kohlenstofffasern auf das Vertrauen unserer Kunden ausgerichtet. Wir laden Sie ein, sich vorzustellen, wie Sie durch unsere Anlage spazieren, während wir jede Phase detailliert beschreiben, in dem Wissen, dass internationale Standards wie ISO 9001 unsere Abläufe leiten.

Formvorbereitung im Carbonfaser-Pressverfahren

Unsere Formen werden sorgfältig aus gehärtetem Stahl oder Aluminium hergestellt und sind auf Langlebigkeit, gleichmäßige Wärmeübertragung und präzise Geometrien gemäß den technischen Spezifikationen ausgelegt. Vor jedem Produktionszyklus führen unsere Techniker eine gründliche Inspektion durch, bei der sie die Formen auf Unvollkommenheiten, Abnutzung oder Rückstände von früheren Einsätzen überprüfen. Diese Standardisierung umfasst auch die Überprüfung der Abmessungen mit Hilfe von Messschiebern und Oberflächenscans, um Toleranzen innerhalb von 0,05 mm zu bestätigen und eine einwandfreie Reproduktion Ihrer Kohlefaserteile zu gewährleisten.

Sobald die Form die Inspektion bestanden hat, wird sie sorgfältig gereinigt und mit Trennmitteln wie Sprays auf Silikonbasis beschichtet, die gleichmäßig über automatische Systeme aufgetragen werden, um ein Verkleben zu verhindern und eine einfache Entformung zu ermöglichen.

Es folgt die Auswahl der Harze, wobei wir die Epoxid- oder Phenolharze nach den Anforderungen Ihrer Anwendung auswählen, z. B. nach Hitzebeständigkeit oder chemischer Beständigkeit. In unserem Mischbereich werden die Harze mit den Härtern unter Vakuum vermischt, um Luftblasen zu eliminieren - ein Standardverfahren, das Schwachstellen in den fertigen Kohlefaserteilen verhindert.

Materialvorbereitung und Schichtung

Die Produktionslinie für das Formpressen von Karbonfasern beginnt mit einer sorgfältigen Materialvorbereitung - ein Schritt, der für gleichbleibende Ergebnisse entscheidend ist. In unserem Alizn-Lager werden die Rollen mit Kohlefasergewebe in einer klimatisierten Umgebung gelagert, um die Aufnahme von Feuchtigkeit zu verhindern. Unsere Techniker prüfen jede Charge auf Qualität und stellen sicher, dass die Fasern den Spezifikationen für Zugfestigkeit und Webmuster entsprechen.

Als Nächstes folgt der Materialzuschnitt und die Lagenbildung, die auf die Art des verwendeten Verbundstoffs zugeschnitten ist - entweder Prepreg (vorimprägnierte Kohlenstofffaserplatten) oder Nasslaminat (trockenes Kohlenstofffasergewebe). In einer kontrollierten Reinraumumgebung zur Vermeidung von Verunreinigungen schneiden unsere automatisierten Cutter die Kohlefaserplatten oder -gewebe präzise auf die Abmessungen der Form und die erforderlichen Schichtkonfigurationen zu.

Anschließend stapeln die Techniker die geschnittenen Lagen, wobei sie die Faserrichtungen abwechseln, um eine isotrope Festigkeit zu erzielen, ähnlich wie beim Bau einer Hochleistungsverbundstruktur. Checklisten standardisieren diesen Prozess, indem sie die Anzahl der Lagen, die Orientierung und die Ausrichtung anhand der technischen Zeichnungen Ihres Projekts überprüfen.

Layup-Prozess beim Formpressen

Beim Formpressen ist der Legevorgang einer der wichtigsten Schritte, bei dem hauptsächlich Arbeiter Materialien (z. B. Prepreg oder Nasslegematerial) in die Form einlegen, um eine gleichmäßige Verteilung und Übereinstimmung mit der Produktform zu gewährleisten. Im Folgenden werden zwei gängige Varianten beschrieben: das Legeverfahren mit Prepreg und das Legeverfahren mit Nassgewebe (das häufig im Nasslegeverfahren oder in Kombination mit Harzinfusionsverfahren verwendet wird).

1. Layup-Prozess mit Prepreg

Prepreg ist ein mit Harz vorimprägniertes Fasergewebe oder -tuch, das sich durch hohe Präzision und Konsistenz auszeichnet und üblicherweise für Hochleistungsverbundwerkstoffe verwendet wird.

• Einbringen des Prepregs: Die Arbeiter tragen Handschuhe und legen die zugeschnittenen Prepreg-Platten Schicht für Schicht in den Formhohlraum ein. Beginnend mit dem Boden der Form werden die Lagen nacheinander gestapelt, wobei sichergestellt wird, dass die Faserausrichtung jeder Lage den Konstruktionsanforderungen entspricht (z. B. abwechselnder 0°/90°-Aufbau für erhöhte Festigkeit). Verwenden Sie eine Walze oder einen Schaber, um jede Lage sanft zu verdichten und Blasen und Falten zu entfernen. Bei komplexen Formen kann eine Wärmelampe verwendet werden, um das Prepreg für eine bessere Anpassung an gekrümmte Oberflächen aufzuweichen.
• Verarbeitung von Zwischenschichten: Während des Einbaus mehrerer Schichten ist die Haftung zwischen den Schichten zu prüfen, um sicherzustellen, dass keine Hohlräume entstehen. Falls erforderlich, fügen Sie Kernmaterialien (z. B. Schaumstoff oder Wabenstrukturen) als Sandwich-Schichten hinzu.

2. Layup-Prozess mit nassem Gewebe (in Kombination mit Harzinfusion)

Bei der Nassverlegung wird das trockene Fasergewebe zunächst mit Harz benetzt, bevor es in die Form eingelegt wird, oder das trockene Gewebe wird direkt verlegt und anschließend mit Harz injiziert, was üblicherweise für das kostengünstige Formen großer Bauteile verwendet wird.

• Befeuchten und Platzieren von nassem Gewebe: Die Arbeiter tauchen das trockene Fasergewebe in das vorgemischte Harz, um es vollständig zu sättigen (nasser Zustand des Gewebes), und legen es dann schnell in die Form (um ein vorzeitiges Aushärten des Harzes zu vermeiden). Beginnen Sie mit dem Verlegen von einem Ende der Form aus und stapeln Sie die Lagen nacheinander. Verwenden Sie einen Pinsel oder eine Walze, um das Harz gleichmäßig aufzutragen und eine vollständige Imprägnierung der Fasern sicherzustellen. Verdichten Sie jede Lage, um überschüssiges Harz und Blasen zu entfernen. Bei Trockenlegevarianten kann das trockene Gewebe direkt in die Form gelegt, Schicht für Schicht verdichtet und die Form dann versiegelt werden.
• Harz-Injektion: Nach Abschluss des Laminiervorgangs wird die Form geschlossen. Injizieren Sie das Harz durch die voreingestellten Injektionsöffnungen mit Hilfe von Vakuum oder einer Druckpumpe. Das Harz fließt, um den Formhohlraum zu füllen und alle Faserschichten zu imprägnieren. Überwachen Sie Injektionsdruck und -zeit, um sicherzustellen, dass keine trockenen Stellen (nicht imprägnierte Bereiche) entstehen.

Heizung und Kompression: Die Kernumwandlung

Stellen Sie sich nun den Pressenbereich vor, in dem die Magie des Carbonfaser-Pressformens stattfindet. Hydraulische Pressen, die eine Kraft von 100-500 Tonnen ausüben können, schließen die Formhälften. Die Heizplatten fahren auf 120-180 °C hoch und werden von Mehrzonen-Thermoelementen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung gesteuert.

Der Druck wird stufenweise aufgebracht - anfangs niedrig, um den Harzfluss zu ermöglichen, dann höher, um die Fasern zu verdichten. Die Verweilzeiten liegen je nach Dicke des Teils zwischen 5 und 20 Minuten, damit das Harz vollständig aushärten kann. Unsere Standards schreiben eine Echtzeitüberwachung mit Druckwandlern vor, wobei die Zyklen abgebrochen werden, wenn die Parameter um mehr als 5% abweichen.

Diese kontrollierte Umgebung stellt sicher, dass Carbonfaserteile mit einem hohen Faservolumenanteil (in der Regel 55-65%) entstehen, was zu der von Ihnen geforderten leichten Festigkeit führt.

Kühlen und Entformen mit Präzision

Nach dem Pressen tritt die Form in die Abkühlphase ein. Wassergekühlte Kanäle oder Luftstöße sorgen für eine gleichmäßige Abkühlung, um Temperaturschocks zu vermeiden, die zu Verformungen führen könnten. Bei Alizn verwenden wir hierfür speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), die Abkühlungsraten von 5-10 °C pro Minute einhalten.

Es folgt die Entformung, bei der sich die Presse öffnet und die Auswerferstifte das Teil sanft herausdrücken. Die Techniker prüfen sofort auf Grate oder Unvollkommenheiten und verwenden standardisierte Lehren, um die Abmessungen zu kontrollieren.

Nachbearbeitung zur Veredelung von Kohlefaserteilen

Die Produktionslinie für das Formpressen von Kohlenstofffasern wird mit der Nachbearbeitung in speziellen Stationen fortgesetzt. Überschüssiges Material wird mit CNC-Fräsern oder abrasiven Wasserstrahlern bearbeitet, die genau nach Ihren Vorgaben programmiert werden. Die Kanten werden von Hand oder maschinell entgratet, um eine glatte Oberfläche zu erzielen.

Schleifen und Polieren verbessern die Oberflächenqualität, oft bis zur Klasse A für ästhetische Anwendungen. Bei Bedarf tragen wir Beschichtungen wie UV-beständige Klarlacke auf, die in Öfen bei kontrollierten Temperaturen eingebrannt werden. Zur Standardisierung gehören auch Chargenprüfungen für Haftung und Glanzgrad.

Qualitätskontrolle über die gesamte Linie

Die Qualitätskontrolle ist in jeden Aspekt unserer Produktionslinie für das Formpressen von Kohlenstofffasern eingebettet. Durch zerstörungsfreie Prüfungen, wie z. B. Ultraschalluntersuchungen, werden interne Hohlräume aufgespürt.

Wir führen auch mechanische Tests an Proben aus jedem Durchlauf durch und messen die Zugfestigkeit und den Biegemodul nach ASTM-Normen. Für Sie als Kunden bedeutet dieses strenge System, dass Sie Carbonfaserteile mit Konformitätszertifikaten erhalten, was Ihr Vertrauen in Alizn stärkt.

Um einen klaren Überblick über unsere standardisierten Tests zu geben, finden Sie hier eine Tabelle mit den wichtigsten Qualitätsprüfungen in verschiedenen Phasen:

Diese Tabelle veranschaulicht, wie unser Kohlefaserformpressen die Normen einhält und so die Zuverlässigkeit Ihrer Anwendungen gewährleistet.

Anwendungen von Carbon Fiber Compression Molding

FAQ über Carbonfaser-Pressformen

Abschließende Überlegungen

Als Experten für Verbundwerkstoffe sind wir bereit Sie bieten mit kritischer Unterstützung. Wer jetzt richtig entscheidet, vermeidet spätere Kostenüberschreitungen, Verzögerungen und enttäuschende Ergebnisse.

Benötigen Sie Beratung zu Ihrem individuellen Kohlefaserteil? Wenden Sie sich an unser Team für fachkundige Beratung.