Rohre und Druckbehälter aus FVK im Tapewickelverfahren

Glas- und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe sind wegen ihrer mechanischen Eigenschaften als Werkstoff besonders geeignet für die Fertigung von leichten, stabilen und korrosionsbeständigen Bauteilen. Neue Methoden der Erfassung und Verwertung von Produktionsdaten sowie die virtuelle Prozessmodellierung sind wichtige Voraussetzungen, um diese Faserverbundkunststoffe in Großserie flexibel verarbeiten zu können. Das Fraunhofer IPT automatisiert die Systeme und Prozesse zur Verarbeitung dieser Werkstoffe im laserunterstützten Tapewickelverfahren. So können Leichtbau-Rohre und -Druckbehälter aus FVK zur Öl- und Gasförderung, für den Gebrauch in der Energiebranche oder in der Automobilindustrie im Tapewickelverfahren effizient und flexibel gefertigt werden.

Ein breites Produktspektrum dank des Tapewickelverfahrens

Wir haben Systeme entwickelt, die rotationssymetrische Komponenten automatisiert fertigen. In einer in-situ-Konsolidierung werden die gewickelten Materialschichten des thermoplastischen FVK-Tapes vollständig miteinander verbunden. Nachträgliche Aushärte- und Autoklav-Prozesse sind nicht mehr erforderlich. Ob Förderrohre für Öl und Gas oder Druckbehälter für die Automobilindustrie – in dem entwickelten Produktionsverfahren können kontinuierliche wie diskontinuierliche Bauteile für unterschiedliche Branchen hergestellt werden. Darüber hinaus lassen sich weitere nicht symmetrische Produkte mit einem frei wählbaren Lagenaufbau, angepasst an Anwendung und Lastfall, gänzlich individuell gestalten.

Prozessoptimierung und Prototypenfertigung

Die Prozess- und Anlagentechnik gestalten wir anwendungsspezifisch, stets mit dem Ziel die Prozessgeschwindigkeit und Produktionsqualität zu steigern. Die optimierten Prozesse können wir mit Hilfe unserer eigens entwickelten und flexiblen Tapewickelsysteme durch die Fertigung von Prototypen validieren. Die Prozesse werden dabei durch online erhobene Daten wie Prozesstemperatur, Anpresskraft oder Vorschubgeschwindigkeit dokumentiert. Durch die Verknüpfung der Daten mit der Position des Messpunkts entsteht ein digitaler Schatten des Bauteils. Durch die direkte Zuordnung von Bauteilmängeln zu Fertigungsunregelmäßigkeiten können wir unser Prozessverständnis weiter erhöhen und die Prozesse zielgerichtet optimieren.

Unsere Leistungen im Überblick

• Marktstudien und Beratung zum Einsatz von FVK-Tapewickelverfahren
• Machbarkeitsnachweise und Wirtschaftlichkeitsberechnungen für Drucktanks und Rohre aus FVK
• Prozessentwicklung für die Serienfertigung kontinuierlich und diskontinuierlich hergestellter Bauteile
• Dokumentierte Prototypenfertigung und Produktstudien für Belastungstests
• Entwicklung und Aufbau an die Kundenanforderungen angepasster Tapewickelsysteme für die kontinuierliche und diskontinuierliche Bauteilproduktion