Linienkonzepte für die Verarbeitung von Carbonfasern und recycelten Carbonfasern

Der Anteil an Carbon in der Industrie nimmt immer weiter zu – der Automobilbau, Maschinenbau, die Medizintechnik sowie die Pharma-Industrie und Luftfahrt sind ohne Kohlenstofffasern nicht mehr denkbar. Carbon weist eine sehr hohe Stabilität und ist z.B. vier Mal belastbarer als Aluminium. Carbon ist nicht nur extrem leicht, sondern auch flexibel einsetzbar. Carbon ist nahezu beliebig formbar und korrosionsfrei. Aufgrund der Schwingfestigkeit kann es bei einem Zusammenstoß große Mengen an Energie aufnehmen und wird deshalb vor allem in der Automobilindustrie und im Maschinenbau geschätzt. Beim Automobilbau lassen sich viele Bauteile, die zuvor aus Metall gefertigt wurden, durch Faserverbundwerkstoffe ersetzen. Auf diese Weise werden die Fahrzeuge leichter und können somit bei weniger Energieaufwand weitere Strecken zurücklegen oder ein höheres Tempo erreichen.  

Aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) sowie aus Verbundwerkstoffen mit Naturfasern lassen sich extrem leichte und stabile Bauteile herstellen. Hierfür bietet AUTEFA Solutions eine einzigartige Produktionslinie für Kundenversuche an. Wir stellen unsere Linie auch für die Fertigung von Kleinserien zur Verfügung. Die Linie startet mit Maschinen für die Faseröffnung sowie mit  Maschinen zur Vliesbildung. Wir bieten hier unterschiedliche Möglichkeiten in Bezug auf Faserorientierung und Vliesgewicht. Zur Vliesverfestigung steht eine Nadelmaschine vom Typ Stylus Variliptic zur Verfügung. Mit unseren Kunden entwickeln wir zusammen Produkte für die unterschiedlichsten Anwendungen, so dass Carbonfasern aber auch Glas- und Aramidfasern wirtschaftlich recycelt und verarbeitet werden können.

Beim Recycling von Carbonfasern ist zunächst nach dem Matrixgehalt des zu verwertenden Materials zu unterscheiden. Bei Wertstoffen mit Matrix (Prepreg, ausgehärtete Bauteile) muss die Matrix, bspw. durch Pyrolyse, entfernt werden. Trockene, harzfreie Abfälle können direkt auf  Recycling-Anlagen weiterverarbeitet werden.  Mit den aufbereiteten Fasern können verschiedenartige Vliesstoffe hergestellt werden.

Linien für die Faseröffnung und die Fasermischung werden flexibel projektiert und den zu verarbeitenden Fasern sowie dem Vliesprodukt angepasst. So wird höchste Vliesqualität und Prozesssicherheit garantiert.

Die aerodynamischen Vliesbildner/ Wirrvlieskarden von AUTEFA Solutions arbeiten nach dem aerodynamischen Prinzip, wodurch eine dreidimensionale Faserorientierung und absolute Wirrlage der Fasern (Randomisierung) erreicht wird. Randomisierung ist die Grundlage für die isotrope Vliesfestigkeit. Airlay Linien, also Linien mit Wirrvlieskrempeln, zeichnen sich durch höchste Produktqualität, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit aus. Während des Prozesses wird das Material bis zur Einzelfaser geöffnet; dies ermöglicht eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Faserauswahl. Durch den modularen Aufbau kann die Linie auf die spezifischen Produktanforderungen zugeschnitten werden.

Eine Schlüsselmaschine im Drylaid Prozess ist die Krempel. Das modulare Maschinenkonzept von AUTEFA Solutions bietet verschiedene Krempelmodelle, die optimal auf die spezifischen Anwendungen ausgelegt sind. Alle Krempeln zeichnen sich durch Flexibilität, hohe Produktionsgeschwindigkeiten und Prozesseffizienz aus. AUTEFA Solutions Carbon Krempel sorgt für eine sehr gute Faservereinzelung mit unidirektionaler Ausrichtung.

Die Gewichtsgenauigkeit des gelegten und verfestigen Vlieses ist das wichtigste Qualitätsmerkmal für eine Vliesstoffanlage. AUTEFA Solutions Kreuzleger zeichnen sich durch hohe Einlaufgeschwindigkeiten und präzise Gewichtsverteilung aus. Sie nehmen das von der Krempel kommende kardierte Vlies mit konstanter Geschwindigkeit auf und legen es schonend auf das Auslaufband. Die Krempel für Carbonfasern kann zusätzlich mit dem Kreuzleger Topliner kombiniert werden, um die Faserausrichtung, das Flächengewicht und die Breite des Vliesstoffes zu beeinflussen. 

Nadelmaschinen sind für die Produktion von Vliesstoffen unumgänglich. Vliese werden durch Vernadeln mechanisch verfestigt. Die Nadeln stechen vertikal in das Material ein und aus. Die Maschine transportiert dabei das Material, Nadeln mit kleinen Häkchen nehmen das Material bei den Hoch- und Tiefbewegung mit und verbinden so die Fasern untereinander. Die Nadelmaschine Stylus sorgt für eine mechanische Vliesverfestigung und bietet die Möglichkeit 100% Carbonfasern zu verarbeiten.  

AUTEFA Solutions Öfen sind für die thermische Vliesverfestigung und ebenso die Trocknung von Vliesstoffen konzipiert. Die AUTEFA Solutions HiPerTherm Bandöfen zeichnen sich durch einen konstanten Luftstrom sowie die präzise einstellbare und gleichmäßige Temperaturverteilung aus. Die hier optimalen Bedingungen ermöglichen einerseits die flexible Herstellung von voluminösen Produkten mit minimalen Dichten oder auch die Herstellung von hochverdichteten Endprodukten. Die Ausführung als Ofen für die thermische Vliesverfestigung ermöglicht die Verarbeitung von Natur-, Recyclingmaterialien, Glas- und anderen Mineralfasern bis zu synthetischen Fasern. Durch die Zugabe einer thermoplastischen Faser entstehen durch die thermische Verfestigung multifunktionale Vliesstoffe.