Prepreg-Band, ausgezeichnete Festigkeit und Steifigkeit
CFRTP UD tape
概要と特長
Was ist UD tape?
Asahi Kasei arbeitet an der Entwicklung einer breiten Palette von thermoplastischen Verbundharzmaterialien, um unhandliche Metallkomponenten durch leichte Alternativen auf Harzbasis zu ersetzen. UD tape (unidirektionales Band, ein eindirektionales faserverstärktes Material) von Asahi Kasei ist ein bandartiges Material, das durch Ausrichten von Kohlenstofffasern in eine Richtung und anschließendes Imprägnieren der Kohlenstofffasern mit Polyamidharz gebildet wird. UD tape kann mit anderen thermoplastischen Harzmaterialien verschweißt werden und kann – in Kombination mit der hervorragenden Formflexibilität, die das Spritzgießen bietet – zur Herstellung von Mehrmaterialstrukturen verwendet werden. Diese leichten, harzbasierten Ersatzstoffe für Metallkomponenten umfassen Komponenten, die aufgrund unzureichender Festigkeit und Steifigkeit nicht mit herkömmlichem Spritzgießen hergestellt werden können.
Hauptvorteile von UD tape
UD tape bietet vier wesentliche Vorteile, die sich allesamt aus der Verwendung spezieller Polyamidharze ergeben, die aus dem umfangreichen Katalog technischer Kunststoffe von Asahi Kasei ausgewählt wurden.
Überlegene mechanische Eigenschaften, einschließlich spezifischer Festigkeit und spezifischer Steifigkeit
Zu den herausragenden mechanischen Eigenschaften von UD tape gehören eine ausgezeichnete spezifische Festigkeit und Steifigkeit. Diese Eigenschaften machen UD tape zu einem idealen Material für leichte harzbasierte Alternativen zu metallischen Komponenten in einer breiten Palette von Produktsektoren: Automobilkomponenten, elektronische und elektrische Komponenten, Flugzeugkomponenten, Sport- und Freizeitprodukte, Baumaterialien und mehr.
UD tape von Asahi Kasei: Typische Materialeigenschaften im Vergleich zu Metallen
Hohe Imprägnierung von Polyamidharz zwischen Kohlenstofffasern
Das spezielle Polyamidharz, das in UD-Tape verwendet wird, weist eine entscheidende Eigenschaft auf: Wenn es über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt wird, nimmt es einen Zustand extrem niedriger Viskosität an, sodass es frei durch die Lücken zwischen den Kohlenstofffasern fließen und diese gründlich durchdringen kann. Dadurch entsteht ein Material, in dem Kohlenstofffasern und Harz in einer hochgradig monolithischen Struktur dicht zusammengepackt sind, wodurch die verstärkende Wirkung der Kohlenstofffasern maximiert wird.
Starke Haftung
Das im UD tape verwendete spezielle Polyamidharz weist ein präzise kontrolliertes Schmelz- und Erstarrungsverhalten auf. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der Herstellung von Formprodukten durch Stapeln mehrerer Lagen UD tape in einer Wärmepresse die Lagen des UD tape mit hoher Festigkeit aneinander haften. Ebenso haftet das UD tape bei Spritzgussverfahren, bei denen Materialien auf UD tape erhitzt und in den geschmolzenen Zustand gebracht werden, fest an den Spritzgussmaterialien.
Haftung zwischen UD-Tape und Injektion
Minimale Veränderung der Materialeigenschaften bei Wasseraufnahme
Ein Nachteil typischer Polyamidharze besteht darin, dass ihre Materialeigenschaften durch Wasseraufnahme beeinträchtigt werden. Das in UD-Tape verwendete spezielle Polyamidharz wird sorgfältig ausgewählt, um das Ausmaß dieser Verschlechterung zu minimieren.
Veränderung der Materialeigenschaften durch Wasseraufnahme
Formverfahren für UD tape
01
Heißpressformen
Ein häufig verwendetes Formverfahren ist das Heißpressen: Aus Rohmaterialplatten werden mehrere Kopien der gewünschten Form ausgeschnitten, in einer Form übereinander geschichtet, über die Schmelztemperatur des UD-Tapes erhitzt, um einen geschmolzenen Zustand zu erreichen, und dann unter Druck abgekühlt, um die Tape-Schichten zu einem monolithischen Formbauteil zu verschmelzen.
Variotherm-Presse
Um die Zykluszeiten beim Heißpressen zu verkürzen, kann eine separate geformte Platte aus UD tape hergestellt und per Infrarotwärme oder anderen Methoden erhitzt werden, um das Material weicher zu machen. Anschließend kann sie in eine auf etwa 80 °C temperierte Pressform eingelegt werden, um das endgültige geformte Bauteil zu erhalten.
Isotherme Presse
02
Laminierformung
Ein anderer Ansatz ist das Layup-Molding, bei dem UD tape beim Anbringen an einem Bauteil durch Lasererhitzung geschmolzen wird. Dadurch kann das UD tape nur in den Bereichen und Richtungen angebracht werden, wo es nötig ist, wodurch eine effiziente Nutzung der Materialressourcen gewährleistet wird.
Laminierformung
03
Wickelformteil
Bei der als Wickelformverfahren bekannten Methode wird UD tape um eine rotierende Achse gewickelt, während es erhitzt wird, um das Band zu schmelzen. Dadurch können Rohre, Ringe und andere Formen hergestellt werden, die durch Pressformen nur schwer zu erreichen sind.
Hochfestes Rohr aus UD-Tape
04
Hybrid-Spritzguss (Umspritzen)
Hybridformen ist eine Technik, bei der Formkörper aus UD tape vor dem Spritzgießen in Formen gelegt werden, wodurch strukturell verstärkte monolithische Formteile entstehen. Dies ist eine effektive Möglichkeit, die Festigkeit von Formprodukten zu erhöhen.
Spritzgussbauteil mit durch UD-Tape-Ring verstärktem Inlet
05
Formteile aus UD-Tape-Chops
Chops sind rechteckige Fragmente von UD tape, die geschnitten und durch Pressformen zu Komponenten geformt werden können. Dieser Ansatz ermöglicht eine umfassende Formflexibilität und ist daher ein leistungsstarkes Werkzeug zur Herstellung von Produkten mit komplizierten dreidimensionalen Formen. Insbesondere werden durch die Verwendung von Tape Chops zwei wesentliche Vorteile von UD tape gleichzeitig genutzt – die Nähe der festigkeitsverstärkenden Kohlenstofffasern und die hohe Fließfähigkeit des speziellen Polyamidharzes –, um die Präzisionsfertigung komplexer Komponenten zu ermöglichen, darunter Produkte mit gerippten Formen und Miniaturzahnräder mit feinkörnigen Klingen. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Klarheit des Basisharzes, die dafür sorgt, dass aus Tape Chops geformte Produkte besonders attraktiv aussehen.
Bauteil aus UD tape Chops
Bitte kontaktieren Sie uns, um Fragen zu stellen, Bedenken zu besprechen und Muster zum UD tape anzufordern.
.png)
.png)
