Die Blackwave GmbH hat sich auf das Heißfließpressen von carbonfaserverstärkten Kunststoffen (engl. Carbon-SMC) spezialisiert.
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Mit dem Carbon-SMC Prozess realisiert Blackwave komplexe Bauteile, die mit herkömmlichen Carbon Fertigungsverfahren nicht hergestellt werden können. Die geringe Zykluszeit und der hohe Grad an Automatisierung liefern zudem reproduzierbare Ergebnisse und garantieren eine sehr wirtschaftliche Herstellung von Leichtbau-Komponenten.

Blackwave ermöglicht Ihnen eine wirtschaftliche Substitution von komplexen metallischen Leichtbaukomponenten durch Carbon

Vorteile

Geringe Dichte

Komplexe 3D-Geometrien

Reproduzierbare Bauteilqualität

Mechanische Leistung

Kosteneffiziente Produktion

Kurze Zykluszeiten

Wenig Produktionsabfälle

Ansprechende Optik und Haptik

Durch die Langfaserarchitektur unterscheidet sich die Verarbeitung von Carbon Sheet Moulding Compound (Carbon SMC) grundlegend von konventionellen Verfahren zur Herstellung carbonfaserverstärkter Bauteile. Dennoch entstehen Bauteile höchster Steifigkeit und Festigkeit. Die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Carbon-Materialien entsprechen denen von leistungsfähigen Aluminiumlegierungen bei gleichzeitig 45 % geringerer Dichte. Carbon-SMC besitzt einen ähnlich niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie z.B. Invar.
Da es sich um einen Pressprozess handelt, können komplexe Teile hergestellt werden.
Dies bedeutet einen entscheidenden Vorteil bei der Bauteilauslegung: Der Konstrukteur hat vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten, wie z.B. Rippen oder Wandstärkenübergänge. Konventionelle Herstellungsverfahren kommen hierbei schnell an ihre Grenzen. So kann das Bauteil besser an den Lastfall angepasst werden und wird leichter und leistungsfähiger. Auch Anbindungspunkte und Lasteinleitungselemente können direkt in die Endkontur gepresst werden.
Die automatisierte Produktion ermöglicht es, Bauteile reproduzierbar und mit gleichbleibender Qualität herzustellen. Da Blackwave sehr ökologisch arbeitet, entsteht außerdem während des gesamten Prozesses fast kein Produktionsabfall .

Typische Kennwerte eines Bauteils aus Carbon-SMC

Zugfestigkeit
Elastizitätsmodul
Dichte
Glasübergangstemperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient

280 MPa
42 GPa
1,5 g/ccm
150 °C
3 µm/mK

Fertigungsprozess

Schneiden und Vorformen des Materials

Einlegen der Preform in das heiße Werkzeug

Fließen des Materials unter hohem Druck

Aushärten des Bauteils in Endkontur unter Temperatur

Entnahme des fertigen Bauteils aus dem Werkzeug

Entgraten der Kanten und individuelle Folgeprozesse

Im Carbon-SMC (Carbon Sheet Moulding Compound) genannten Verfahren wird eine Mischung aus Carbonfasern und einer duroplastischen Kunststoffmatrix in einem Presswerkzeug verarbeitet. Zur Herstellung des Halbzeuges werden auf einer Flachbahnanlage Carbonfaserschnipsel mit Längen zwischen 25 und 50 mm Länge mit einem duroplastischen Kunststoff getränkt. Dabei wird der Faservolumengehalt bereits so eingestellt, dass später die Anforderungen des Bauteils optimal erfüllt werden.

  1. Aus dem flachen Halbzeug werden mithilfe eines CNC-Cutters Zuschnitte hergestellt und daraus anschließend eine Vorform modelliert. Das Gewicht der Vorform wird hier grammgenau eingestellt.
  2. Anschließend wird die Vorform im beheizten Presswerkzeug positioniert und das Werkzeug mit einem Druck von 100 Bar geschlossen.
  3. Während des Pressvorgangs fließt das Material in den Hohlraum des Werkzeugs und füllt diesen vollständig aus. Dadurch entsteht aus dem Faser-Kunststoffgemisch die finale Bauteilgeometrie.
  4. Unter hohem Druck und einer Temperatur von 150 °C härtet der Verbundwerkstoff innerhalb von etwa 3 Minuten aus.
  5. Nachdem das Bauteil vollständig ausgehärtet ist, wird es mechanisch ausgeworfen. Anschließend ist das Werkzeug bereit für den nächsten Zyklus.
  6. Im letzten Prozessschritt wird das Bauteil noch entgratet. Da das Bauteil allerdings bereits in Endkontur gepresst wird fällt dieser Prozessschritt minimal aus. Darauf folgen eventuell weitere projektspezifische Fertigungsschritte.