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UD-Tapes - Das Material zur Kunststoffverstärkung

UD-Tapes sind Verbundwerkstoffe bei denen Fasern unidirektional in einer Kunststoffmatrix eingearbeitet sind. Sie sind thermoplastisch und damit für Prozesse geeignet, bei denen Kunststoffe gespritzt, extrudiert oder warm umgeformt werden. Der Konstrukteur kann durch die Geometrie der Tapes zusätzliche Freiheitsgrade beim Gestalten des Bauteils nutzen. Die faserverstärkten Bänder werden sowohl einseitig als auch beidseitig als Sandwichbauteil eingesetzt. Sie können zu 2D- und 3D-Gittern oder zu Organoblechen, mit einstellbaren Steifigkeiten in jede Richtung weiterverarbeitet werden. Auch zum Wickeln von Rohren und Tanks werden sie eingesetzt. Im Optimalfall geben die UD-Tapes dem Bauteil die Festigkeit genau an den Stellen, wo sie benötigt wird. Stellen, die keine Festigkeit oder Steifigkeit brauchen, werden nicht unnötig verstärkt. Damit sind die Verstärkungen lokal und lastgerecht und damit die Endprodukte effizienter und ressoucensparender. Als Resultat werden Bauteile dünnwandiger, können mehr Last tragen oder Rippen werden eingespart.

Optimale Faserverstärkung nach Kundenanforderung

Material

- Faser (u.a. CF, GF, UHMWPE)
- Polymer (u.a. PP, PE, PA6, PPS)
- Hybrid-Tapes (Faser- oder Kunststoffblends)

Geometrie

- Breite (6.35-101.6 mm)
- Dicke (0.05-6 mm)
- Faservolumen (35 – 75 %)
- Passgenaue Breite oder Slitting

Herstellung

- Biokompatibilität
- Additivierung
- Einfärbung
- Flammschutz

Material

- Faser (u.a. CF, GF, UHMWPE)
- Polymer (u.a. PP, PE, PA, PPS, PC)
- Hybridtape (Faser- oder Kunststoffblends)

Geometrie

- Breite (6.35-101.6 mm)
- Dicke (0.05-6 mm)
- Faservolumen (35-75%)
- Passgenaue Breite oder Slitting

Herstellung

- Biokompatibilität
- Additivierung
- Einfärbung
- Flammschutz
- Klebstoffbeschichtung

Die Materialauswahl spielt eine wesentliche Rolle dabei, ob die UD-Tapes effizient eingesetzt werden. Sie ist abhängig vom zu verstärkenden Material und den Kundenanforderungen. Bei der Wahl der Geometrie kommt es auf die Verwendung im Bauteil an, darauf welche Leistung eingebracht werden soll und ob die endlosfaserverstärkten Thermoplaste direkt ins Bauteil eingehen oder zuerst weiterverarbeitet werden. Besonders in Bauteilen, in denen viele Lagen UD-Tape verarbeitet werden, spielt die Qualität und Maßgenauigkeit der Tapes eine entscheidende Rolle. Sobald das Material und die Geometrie feststehen, können weitere Eigenschaften hinzugefügt werden, wie eine Additivierung, um bestimmte Eigenschaften im Bauteil zu erzielen, das Bauteil vor Umwelteinflüßen zu schützen, die Tapes passend zum Bauteil einzufärben oder so zu beschichten, dass die Tapes einfach verklebt werden können.

Der Weg zum Einsatz der UD-Tapes

Um das passende UD-Tape für die entsprechende Anwendung zu bestimmen, erfolgt zuerst eine Musterherstellung nach Kundenanforderung. So kann eine erste Abschätzung seitens des Kunden gemacht werden, ob sich UD-Tapes für seine Anwendung eignen und was die nächsten Schritte sind, um diese in das Bauteil zu integrieren. Darauf folgt das sukzessive Anpassen und Validieren des Materials und der Geometrie sowie des Herstellungsprozesses. Bei diesen Schritten unterstützt die A+ Composites GmbH ihre Kunden mit ihrer Expertise.

Sobald leistungsfähige Prototypen entwickelt sind und die Prozessentwicklung abgeschlossen ist , erfolgt der Serienanlauf. In dieser Phase wird die Leistungsfähigkeit der Produktion gesichert und die logistische Konzeption erprobt. Nachdem alle Vorbereitungen abgeschlossen sind, beginnt die Serienproduktion. Die Tapes werden entsprechend der entwickelten Parameter und in der vereinbarten Form und Qualität hergestellt. Dabei liefert A+ Composites sowohl Tapes auf Spulen, als auch in Magazinen. Auch Tapes in Organoblechen und Tapegittern oder mit Klebstoffbeschichtung stehen auf dem Lieferprogramm.

Welche UD-Tapes bietet A+ Composites an?

A+ Composites hat bereits mehr als 30 Kombinationen von verschiedenen Fasern und Kunststoffen in Kundenprojekten umgesetzt. Hinzu kommen Blends, bei denen in einem Tape verschiedene Arten von Fasern oder Kunststoffgemischen eingesetzt werden. Weiterhin bietet A+ Composites Tapes an, die besondere Eigenschaften, wie thermische Stabilisierung und Flammschutz aufweisen und viele verschiedene Beschichtungen. Zählt man die Variationen des Faservolumengehalts, das Hinzufügen von Additiven und anderen Zusatzstoffen sowie das Einfärben von Tapes dazu, dann hat A+ Composites seit der Gründung 2015 weit über 250 unterschiedliche UD-Tapes hergestellt.

Qualität, die den Unterschied macht

Durch die Variation der Spulenbreite und -länge, in-house-slitting und Tapeherstellung auf Maßbreite bietet A+ Composites Kunden die Möglichkeit die UD-Tapes in genau den Maßen zu bekommen, die für ihren Prozess optimal sind. Herzstück der Tapeproduktion ist das in-line QS-System für die Dicke und Breite der Tapes. Dieses erlaubt es den Kunden bei Bedarf die genauen Maße jedes Meters der Spule zu kennen. Im eigenen Labor bestimmt A+ Composites grundlegende Kennwerte und die Faserverteilung im Tape. Mit dem eigens entwickelten Prozess erreicht A+ Composites hohe Maßgenauigkeiten und eine sehr gute Imprägnierung der Tapes. Dieser Prozess wird kontinuierlich verbessert und erweitert, so dass das Tape für immer mehr Anwendungen zu einem vorteilhaften Material wird.

Faserverstärkung für viele Anwendungen

UD-Tapes haben ein großes Anwendungsfeld. So hat A+ Composites bereits Projekte in der Autombobil-, Logistik-, Medizintechnikbranche und mit verschiedenen Kunststoffverarbeitern realisiert. Die am häufigsten verarbeiteten Tapes in der Orthopädietechnik sind Carbon-Polypropylen (CF-PP Tape) und Carbon-Polyethylen (CF-PE Tape), aber auch Carbon-Polycarbonat (CF-PC) ist aufgrund seiner guten Eigenschaften beim Verkleben beliebt. Im Spritzguss werden unter anderem Carbon-Polyamid- (CF-PA) und Carbon-Polycarbonat-Tapes eingesetzt. Für diese Technologie entwickelt A+ Composites mit einem Partnerunternehmen neue Methoden, um die UD-Tapes einfach und ohne Werkzeugänderungen in den Prozess einzubringen. Für Rohre und Tanks werden am häufigsten Carbon-Polyphenylensulfid (CF-PPS) und Carbon-Polyamid12 (CF-PA12) verwendet. In der Logistikbranche sind Polyproyplen- und Polyethylen-Tapes sowohl mit Glas- (GF-PP/GF-PE), als auch Carbon-Fasern beliebt. Die Wahl der Fasern richtet sich nach der benötigten Festigkeit und der Hochwertigkeit des Produktes.

Haben Sie Interesse an unseren UD-Tapes oder Produkten aus Tapes? Dann kontaktieren Sie uns jetzt: Kontakt