RTM 4.0 – Quo Vadis?

Kurzfassung

Das Resin Transfer Moulding (RTM) Verfahren bietet durch sein großes Automatisierungspotenzial hervorragende Möglichkeiten, auch komplexe CFK Bauteile wie Spantsegmente im Flugzeugrumpf oder eine Fahrzeugbodenstruktur in hoher Stückzahl herzustellen. Geringe prozessbedingte Fertigungsfehler, hohe Bauteilqualität und enge Fertigungstoleranzen aufgrund des geschlossenen Injektionswerkzeugs sind nur einige Potentiale des RTM Prozesses. Diese werden heutzutage jedoch noch nicht vollständig ausgenutzt. So beschränken beispielsweise lange Prozesszeiten (Aushärtezyklus des RTM6-Harzes, Aufheiz- und Abkühlprozesse des Injektionswerkzeugs), hohe Formwerkzeugkosten (Invar Werkzeuge) und nicht reproduzierbare Preformqualitäten (manuelles Drapieren) die Leistungsfähigkeit des Verfahrens. Um zukünftige Fertigungsraten bei hohen, reproduzierbaren Bauteilqualitäten sicherstellen und die inhärenten Potenziale vollständig nutzen zu können, ist die Entwicklung eines intelligenten Datenaustauschs (Sensierung-Bewertung-Korrektur) zwischen Werkstück und Werkzeugen entlang der RTM-Prozesskette notwendig. RTM 4.0 bezeichnet dieses Konzept. Das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) des DLR Instituts für Faserverbundleichtbau und Adaptronik am Standort Stade hat zur Untersuchung zukünftiger Fertigungsszenarien eine vollautomatisierte, flexible RTM-Produktionslinie aufgebaut. Die umgesetzte Anlagenstruktur erlaubt die Demonstration der Potentiale zukünftiger RTM Prozesses und bietet die Möglichkeiten der Entwicklung von Werkzeugen für eine automatisierte Prozesssteuerung im Sinne RTM 4.0. An Beispielen zu Teilprozessen des RTM-Verfahrens werden Potentiale und Herausforderungen solcher Datenaustausch- und Bewertungsverfahren dargestellt und erörtert. Isotherme Injektionsprozesse beispielsweise erlauben die Reduzierung von Prozesszeit und Werkzeugkosten, virtuelle Ablaufsimulationen auf Basis realer Prozessdaten dienen der Optimierung der Produktionsdurchläufe, endkonturnahe Preform-Fertigung ermöglicht die Substitution von Nachbearbeitungsschritte und Inline Qualitätssicherung reduziert den Prüfungsaufwand am fertigen Bauteil.