Die Tow-Preg Herstellung inline mit der Kohlefaserproduktion gewinnt immer mehr an Bedeutung, da damit eine Reduktion der Herstellkosten erreicht werden kann. Der Prozess beginnt mit der direkten Beschichtung der einzelnen Kohlefaserfäden. Danach erfolgt die Fixierung der Bandbreite und schließlich wird das imprägnierte und fixierte Material auf einer Spule aufgewickelt. Das so in Spulenform hergestellte unidirektionale Tow-Preg dient als Vorlage für sogenannte „Automatic Fiber Placement Systeme" (AFP) oder „Filament Winding Anlagen".

Der breite Bereich existierender Methoden zur Imprägnierung und verwendeter Chemikalien, wie "hotmelt", "solvent dip"oder "warm-pregdipping", erfordert anpassbare Spulparameter für das Wickeln der imprägnierten Faserbänder (tows). Die Flexibilität von SAHM-Spulmaschinen ermöglicht einen optimalen und stabilen Spulenaufbau. Dies ist der Schwerpunkt beim Abwickeln und der weiteren Verarbeitung des imprägnierten Materials.

Ob duroplastische oder all die verschiedenen thermoplastischen Polymer-Anwendungen, die Materialien können jeweils unterschiedlich stark kleben. Sehr klebrige/feuchte Prepregs benötigen hohe Fadenspannungen beim Abrollen. Dies kann den Prozess erschweren und zur Schädigung von Fasern führen. Um dies zu verhindern, ist es nötig, eine möglichst weiche Spule herzustellen, indem Fadenspannung, Anpressdruck und Spulverhältnis entsprechend der Breite und den Eigenschaften des Tow-Preg angepasst und optimiert werden. Ist das Material aber trocken, neigt eine zu weiche Spule wiederum zu Instabilität und kann somit unbrauchbar werden. In jedem Falle werden optimierte Spulparameter die Effizienz des nachfolgenden Prozesses steigern. Somit kann die „Filament Winding Anlage" mit höherer Geschwindigkeit und damit auch kostengünstiger produzieren. Des weiteren kann teurer Abfall aufgrund unbrauchbarer Spulen infolge zu fest gewickelter klebriger Tow-Pregs oder zu locker gewickelter trockener Tow-Pregs mit herunterfallender Spulenkanten vermieden werden.

Dank unserer langjährigen Erfahrung und unseres erworbenen Know-Hows beim Aufspulen, Abrollen und Umspulen, stehen elektronisch einstellbare SAHM-Spulmaschinen heute für eine optimale und gleichbleibende Spulenqualität für Tow-Preg Anwendungen aus Kohle-, Glas- und Aramid Fasern.

Anwendungsbereiche: Luftfahrt, Fahrzeugbau, Windenergie, Sportartikel und viele weitere.

Konventionelle unidirektionale (UD) Prepregs werden in einem „hot-melt" Prozess hergestellt. Dabei werden mehrere trockene unbehandelte Faserstränge gleichmäßig nebeneinander gelegt und aufgespreizt, beidseitig mit Harzschichten belegt und unter Druck zu einer verfestigten folienähnlichen Warenbahn geformt. Diese Bahn wird dann in schmalere Bänder geschnitten.

Aufgrund der hohen Genauigkeit der Breite geschnitten Bänder, welche für ein einfaches Abrollen mit oder ohne Liner aufgewickelt werden können, werden sogenannte „thermoset slit tapes" immer häufiger für die Weiterverarbeitung eingesetzt, speziell auch für die Einzelteilfertigung.

Der Vorteil geschnittener Bänder hat andererseits auch seinen Preis. So kommt es zu höheren Abfallraten aufgrund kurzer Verarbeitungszeitfenster und teurer Logistik- und Lagerungsanforderungen bei niedrigen Temperaturen. Die Spulen sind für Lagerung und Transport sehr empfindlich und können leicht beschädigt werden. Dies kann vor allem in Verbindung mit spezifischen Import- und Transportvorschriften zwischen verschiedenen Ländern ein zusätzlicher Kostentreiber sein.

SAHM offeriert Anlagensysteme gemeinsam mit deutschen Technologieanbietern, die das Schneiden und Spulen von Slit-Tows entsprechend den Produktionsanforderungen zeitnah „im Hause" ermöglicht. Dies spart Zeit und ermöglicht die sofortige Weiterverarbeitung frischer hoch-qualitativer Materialien. Damit reduziert sich der nicht unerhebliche Aufwand für Lagerung und Logistik, was ebenfalls zur Kostenreduzierung beiträgt. Letztendlich garantieren diese SAHM „in Haus" Anlagensysteme auch mehr Unabhängigkeit und Flexibilität sowohl für Labor- als auch industrielle Produktionsanlagen.

Im Gegensatz zu traditionellen Fadenführungssystemen und aufgrund der geforderten Präzision beim Spulenaufbau werden geschnittene Bänder vorzugsweise durch das Changieren der Spule selbst und nicht des Fadenführers, aufgespult. Durch die Möglichkeit der individuellen flexiblen Parametrierung jeder Spulposition, können auf ein und derselben SAHM-Spulmaschine verschiedene Spulenformen wie zylindrische Spulen, Spulen mit schrägen Seitenkanten oder auch Scheibenspulen (Pancakes) mit oder ohne Flanschen hergestellt werden.

Die uneingeschränkte Eignung des erzeugten Spulpaketes für die nachfolgenden Produktionsprozesse kann nur durch die Ermittlung und Anwendung optimierten Spulparameter wie Fadenspannung, Anpressdruck, Verlegewinkel und Verlegeabstand - in Verbindung mit einer unabhängigen Fadenspannungsregelung des zugeführten neuen Liners - erzielt werden.

Der zur Separierung der einzelnen Slit-Tow-Lagen zugeführte Liner ist üblicherweise dünner und etwas breiter als das Slit-Tow selbst. Der Aufbau eines stabilen qualitativ hochwertigen Spulpaketes ist nur möglich, wenn die Abroll- und Aufspulparameter beider Materialien präzise aufeinander abgestimmt sind. Der große Bereich von Einstellmöglichkeiten zur Optimierung der Spulparameter wird durch die Möglichkeit des Speicherns und Wiederaufrufens spezifisch angelegter Rezepte - je nach Materialart und Slit-Tow-Breite - unterstützt. Dies sichert die Reproduzierbarkeit von hoher Spulenqualität und Bedienfreundlichkeit beim Rezepthandling.

Anwendungsbereiche: Luftfahrt-Industrie