Verbesserung der Effizienz in der Verbundwerkstoff-Formgebung mit Klebebändern
Formen werden häufig zur Herstellung großformatiger Verbundwerkstoffstrukturen eingesetzt, wie beispielsweise Flügel, Rümpfe, Propeller, Antennen, Rotorblätter von Windkraftanlagen, Bootsrümpfe und Fahrzeuge (Abbildung 1). Diese Formen werden anschließend in Autoklaven eingebracht, in denen die Composite lay-ups erhöhten Temperaturen und Drücken ausgesetzt werden, bis sie ausgehärtet sind. Danach werden die Formen geöffnet und die fertigen Verbundteile entnommen.
In der Vergangenheit wurden solche Anwendungen häufig mit Schrauben, Clips oder anderen mechanischen Befestigungselementen montiert, was jedoch zusätzliche Probleme verursachte. So führt der Einsatz mechanischer Befestiger zu einer höheren Teileanzahl und längeren Montagezeiten, was Material‑, Arbeits‑ und Werkzeugkosten erhöht. Zudem ist es schwierig, mit mechanischen Befestigungen eine wasserdichte Verbindung zu erzielen, was zu vorzeitigem Rosten und zum Versagen der Befestiger oder angrenzender Bauteile führen kann. Darüber hinaus können mechanische Befestiger lokale Kräfte und Spannungen erhöhen, was zu unerwünschten Oberflächenwelligkeiten führt und die optische Erscheinung beeinträchtigt.
Um das Entformen der Bauteile zu erleichtern, wurden traditionell silikonbasierte Beschichtungen durch Sprühen, Streichen oder Tauchen auf die Formoberfläche aufgebracht, bevor jedes Bauteil laminiert wurde.
Dieser Prozess ist arbeitsintensiv und fehleranfällig, insbesondere wenn die Formoberfläche nicht gleichmäßig beschichtet ist, was zu unerwünschten Oberflächenfehlern an den Verbundteilen führen kann. Darüber hinaus können bestimmte Materialien im Composite lay-up nicht mit Silikon kompatibel sein, was zu unerwünschten chemischen Reaktionen, schlechter Oberflächenqualität oder dem Anhaften des Bauteils an der Form führen kann.
Als Alternative zu Silikonbeschichtungen bieten Klebebänder für die Verbundwerkstoff-Formgebung mehrere Vorteile, darunter geringere Arbeitskosten, eine längere Standzeit der Werkzeuge, einen höheren Produktionsdurchsatz sowie eine verbesserte Bauteilqualität. Lernen Sie die wichtigsten Eigenschaften und Merkmale von Formgebungs‑Klebebändern sowie die Produkte und Dienstleistungen kennen, die wir Herstellern von Verbundwerkstoffen und OEM‑Lieferanten anbieten.
Auf die Innenseite von Formen aufgetragen, um das Entfernen der Verbundteile zu erleichtern (Abbildung 2)
Wird verwendet, um Formen- oder Werkzeugoberflächen zu schützen, was ihre Lebensdauer verlängern oder die Zeit zwischen vorbeugenden Wartungsintervallen erhöhen kann.
Auf die Formenoberflächen aufgetragen, um glatte Klebeflächen zu gewährleisten und Grat zu entfernen oder zu minimieren
Einer der größten Vorteile von Formgebungs‑Klebebändern für die Verbundwerkstoff‑Formgebung besteht darin, dass sie mehrfach verwendet werden können, wodurch das Aufbringen von Silikonbeschichtungen auf die Formen für jedes Bauteil entfällt. Obwohl die Materialkosten für Formgebungs‑Klebebänder höher sein können als für Silikonbeschichtungen, ermöglichen sie insgesamt Einsparungen bei den Arbeitskosten, da die Werkzeuge nicht gereinigt und die Silikonbeschichtungen nicht für jedes gefertigte Teil erneut aufgetragen werden müssen.
Darüber hinaus sind in einigen Prozessen der Verbundwerkstoff‑Formgebung silikonbasierte Trennmittel nicht mit dem Bindemittel des Verbundmaterials kompatibel. Diese Inkompatibilitäten können zu Defekten wie Rissen, Poren, Oberflächenfehlern und Flecken führen. Silikonfreie Formgebungs‑Klebebänder bieten hier eine Lösung, indem sie eine silikonfreie Alternative bereitstellen, wenn Silikon problematisch ist.
Formgebungs‑Klebebänder können zudem einen niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweisen als Silikon. Dadurch lassen sich Bauteile deutlich leichter aus der Form lösen – ein entscheidender Vorteil insbesondere bei großen Bauteilen und großen Formen. Die Klebebänder können außerdem als visuelle Anzeige dienen, welche Bereiche der Form abgedeckt sind, wodurch das Risiko reduziert wird, dass das Verbundbauteil an der Form haftet. Diese und weitere Vorteile machen Formgebungs‑Klebebänder zu einer attraktiven Alternative zu Silikonbeschichtungen.
Eigenschaften von Formgebungs‑Klebebänder
Formgebungs‑Klebebänder für die Verbundwerkstoff‑Formgebung bestehen aus einem Trägermaterial, das mit dem Verbundmaterial in Kontakt kommt, sowie einem Klebstoff – typischerweise Silikon –, der verwendet wird, um das Klebeband fest mit der Form oder dem Werkzeug zu verbinden. Während des Autoklavprozesses werden die Klebebänder hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt, weshalb sie eine hohe Dimensionsstabilität sowie eine hohe Zug‑ und Streckgrenze aufweisen müssen.
Die Trägermaterialien müssen eine glatte Oberfläche, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine geringe Oberflächenenergie besitzen, um zu verhindern, dass die Verbundmaterialien über einen breiten Temperaturbereich daran haften, und um ein einfaches Entformen zu ermöglichen. Die Klebstoffe müssen eine hohe Schälhaftung aufweisen, sodass sich das Klebeband während des Entformungsprozesses nach dem Aushärten der Bauteile nicht von der Form löst.
Bestimmte Eigenschaften und Merkmale der Klebebänder machen sie besonders geeignet für den Einsatz als Trennfolie, Schutz‑ und Nahtklebeband oder als Flashabdeck‑ und Halteklebeband, wie im Folgenden beschrieben:
Trennfolien
Trennfolien bestehen aus Polytetrafluorethylen (PTFE), das allgemein unter dem Markennamen Teflon™ bekannt ist, und bieten hervorragende Antihaft‑Eigenschaften sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit. Das PTFE‑Material wird typischerweise als Glasgewebe, Laminat oder Folie ausgeführt. Unser spezieller Herstellungsprozess stellt sicher, dass das PTFE eine glatte, fehlerfreie Oberfläche ohne Risse oder Poren aufweist. Diese defektfreie Oberfläche ist entscheidend für die lange Lebensdauer der PTFE‑Klebebänder im Prozess der Verbundwerkstoff‑Formgebung.
Schutz‑ und Nahtklebebänder für Werkzeuge
Schutz‑ und Nahtklebebänder bestehen aus extrudierten, hochmoduligen und geschälten Klebebändern, die eine bessere Anpassungsfähigkeit als PTFE‑Glasgewebe‑Klebebänder bieten. Diese Anpassungsfähigkeit ist entscheidend, um das Klebeband auf komplexe Geometrien ohne Faltenbildung und ohne vorzeitiges Ablösen aufzubringen.
Flashabdeck‑ und Halteklebebänder
Flashabdeck‑ und Halteklebebänder verwenden Polyester als Trägermaterial, um den Einsatz bei hohen Temperaturen ohne Rückstandsbildung zu ermöglichen. Diese Klebebänder können mit einem Silikonklebstoff ausgestattet sein oder – wenn Kontamination ein kritischer Faktor ist – alternativ mit einem Kautschukklebstoff.
Luft- und Raumfahrt, Windturbinen und große Verbundwerkstoff-Formgebungsmaterialien
Saint-Gobain® Formgebungs‑Klebebänder
Als führender Hersteller von Fluorpolymeren bieten wir ein vollständiges Portfolio an Klebebändern für Trennanwendungen, Werkzeugschutz und Flashabdeckung. Neben unserer Expertise im Bereich Silikonklebstoffe haben wir die Hochtemperatur‑Abdeck‑Klebebänder ohne Silikonanteil mit der höchsten Temperaturbeständigkeit in der Branche entwickelt. Diese Klebebänder können kundenspezifisch ausgelegt und an die Leistungs‑, Kosten‑ und Fertigungsanforderungen spezifischer Anwendungen in der Verbundwerkstoff‑Formgebung angepasst werden.
So produzieren wir beispielsweise einige der breitesten Klebebänder in der Branche, mit folienbasierten Klebebändern bis zu einer Breite von 1219 mm sowie PTFE‑/Glasgewebe‑Klebebändern bis zu 1524 mm. Die Produkte Saint‑Gobain CHR® M851, M852, M783 und M855 zählen zu den Hochtemperatur‑Abdeck‑Klebebändern ohne Silikon mit der höchsten Leistungsfähigkeit am Markt. Sie können bei Aushärtungstemperaturen von bis zu 200 °C eingesetzt werden und erreichen damit nahezu die Temperaturbeständigkeit von Silikonklebstoffen. Darüber hinaus zeichnen sich unsere Chemlam®‑Gewebe durch eine längere Lebensdauer im Vergleich zu getauchten Wettbewerbsprodukten aus.
Erfahren Sie mehr über Formgebungs‑Klebebänder für Trennfolien, Werkzeugschutz und Flashabdeckung oder kontaktieren Sie uns, um Ihre spezifischen Anforderungen zu besprechen.
