Kohlefaser-Prepreg bietet die Vorteile einer einfachen Formgebung, geringer Kosten, einer einfachen Kontrolle des Fasergehalts sowie einer hervorragenden Zugfestigkeit, Steifigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Warum Prepreg verwenden?
Kohlefaser-Prepreg bietet die Vorteile einer einfachen Formgebung, geringer Kosten, einer einfachen Kontrolle des Fasergehalts sowie hervorragender Zugfestigkeit, Steifigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und weiterer Eigenschaften. Daher wird Kohlefaser-Prepreg häufig verwendet.
Die Auswahl des Prepregs hängt hauptsächlich von zwei Faktoren ab: Leistung und Kosten
Produktion: einfache Verarbeitung, geringere Produktionskosten, geringer Energieverbrauch, weniger Teile, präzisere Kontrolle des Fasergehalts, stabile Materialleistung und Prozesseigenschaften.
Design: Gewichtsreduzierung und Leistungsoptimierung, optimiertes Leistungsgewichtsverhältnis.
Fertigteile: hervorragende mechanische Eigenschaften, Ermüdungs-, Zug-, Steifigkeits-, Korrosions- und Alterungsbeständigkeit.
Wie wird Prepreg hergestellt?
Es gibt zwei Hauptherstellungsverfahren für Carbonfaser-Prepreg: Zum einen wird das Harz direkt erhitzt, um seine Viskosität zu verringern und eine gleichmäßige Verteilung zwischen den Fasern zu ermöglichen (Hotmelt-Verfahren). Zum anderen wird das Harz in einem Lösungsmittel gelöst, um die Viskosität zu verringern. Nach der Imprägnierung der Fasern wird das Harz erhitzt, um das Lösungsmittel zu verdampfen (Lösungsimprägnierung).
Das üblicherweise für Carbonfaser-Prepreg verwendete Heißschmelzverfahren lässt sich in ein einstufiges und ein zweistufiges Verfahren unterteilen. Beim zweistufigen Verfahren wird zunächst der Harzfilm und anschließend das Prepreg hergestellt. Derzeit nutzen etwa 90 % der inländischen Carbonfaser-Prepreg-Prozesse das zweistufige Heißschmelzverfahren.
Heißschmelzverfahren: Auch bekannt als Harzfilmtransferverfahren, können sowohl Gewebe als auch unidirektionales Prepreg im Heißschmelzverfahren hergestellt werden. Dieser Prozess ist in zwei Phasen unterteilt. Im ersten Schritt wird ein Papierträger mit einem Film aus erhitztem Harz beschichtet. Verstärkungsmaterial und Harz interagieren in der Prepreg-Maschine. Nach Druck und Hitze dringt das Harz in die Faser ein und bildet das fertige Prepreg, das schließlich um den Faserkern gewickelt wird.
Lösungsmittelimprägnierungsverfahren: Nur Gewebeprepregs können mit der Lösungsmittelimprägnierung hergestellt werden. Dabei wird das Harz in einem Lösungsmittelbad gelöst und das Verstärkungsgewebe in die Harzlösung getaucht. Anschließend wird das Lösungsmittel in einem Trockenofen aus dem Prepreg-Rohling verdampft.
