Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
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© Fraunhofer IMWS
Thermoplastische UD-Tapes bieten große Potenziale für den Leichtbau in Strukturanwendungen.

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Anwendungsspezifische UD-Tapes

NFK UD-Tape
© Fraunhofer IMWS/Sven Döring

UD-Tapes sind unidirektional endlosfaserverstärkte Folien aus Thermoplast-Kunststoffen. Sie werden als funktionales Halbzeug in diversen Herstellungsverfahren weiterverarbeitet. Dadurch, dass Verstärkungsfasern in diesen Tapes in eine Richtung orientiert sind (unidirektional), ermöglichen sie eine hohe, lokale, richtungsabhängige mechanische Performance und eine gezielte Verstärkung an besonders belasteten Stellen eines Bauteils. Für den Leichtbau bieten sie – auch wegen der guten Passfähigkeit für Funktionalisierung und Nachhaltigkeit – somit sehr große Potenziale.

 

Das Fraunhofer IMWS verfügt über langjährige, erstklassige Expertise in der Entwicklung von Materialien und Verarbeitungsverfahren von UD-Tapes. Insbesondere unterstützt das Team seine Auftraggeber mit mikrostrukturbasierter Material- und Prozessentwicklung für UD-Tapes im kosteneffizienten Schmelzeimprägnierverfahren für:

  • Spezialanwendungen (wie Flammschutzausrüstung, hohe mechanische Performance, angepasst an Weiterverarbeitungsverfahren)
  • nachhaltige Anwendungen (UD-Tapes aus Biopolymeren und/oder biobasierten Fasern, Eigenverstärkung in Monomaterialkonzepten)

Die material- und verfahrenstechnischen Entwicklungen erfolgen für verschiedene Faserarten und -typen (synthetische und Naturfasern), dazu gehört auch Beratung bei der anwendungsbezogenen Auswahl geeigneter Materialien für Polymermatrix und Verstärkungsfasern.

Die Fraunhofer-Fachleute haben dabei stets auch Fragestellungen zur Prozessentwicklung und -optimierung in den kontinuierlichen thermoplastischen Verarbeitungsverfahren (Prozessauslegung, Werkzeugauslegung) sowie den Nachweis der Prozessfähigkeit durch Pilotverarbeitung (Musterherstellung, Nullserien) im Blick. Zusätzliches Augenmerk liegt auf dem Einsatz prozessintegrierter sowie nachgeschalteter Qualitätsbewertungsmethoden (mechanisches Verhalten, Strukturaufklärung). Auch für entwicklungsbegleitende Ökobilanzierungsbetrachtungen über die gesamte Wertschöpfungskette bestehen langjährige Erfahrungen.