Eine Produktfamilie innovativer, thermoplastischer Produkte aus hochbelastbaren Verbundwerkstoffen. Es besteht aus Endlos- oder Langfasern in einer Matrix aus verschiedenen technischen Thermoplasten.
Tepex® ist die Composite-Material Familie von Bond-Laminates, einer 100%igen Tochtergesellschaft von Envalior. Es besteht aus Endlos- oder Langfasern in einer Matrix aus verschiedenen technischen Thermoplasten. Zu den Fasermaterialien gehören Glas, Carbon, Aramid und Flachs. Diese Struktur verleiht den flachen Produkten ihre außergewöhnlich hohe Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig extrem geringem Gewicht.
Auf diese Weise lassen sich auch anspruchsvolle Bauteile kostengünstig herstellen. Insbesondere die Kombination mit Kunststoff Spritzguss als Verarbeitung Technik ermöglicht eine effiziente Serienfertigung. Vielseitig und leistungsstark zugleich ist Tepex® eine überzeugende Antwort auf die Herausforderungen, die sich aus aktuellen Megatrends wie der New Mobility ergeben. Sie ermöglicht innovative Lösungen für individualisierte Produktdesigns und Produkteigenschaften sowie für mehr Sicherheit, Ressourcenschonung und Eigenschaften.
Immer dann, wenn Leichtbau in großem Maßstab und nahtlose Funktionsintegration in einer belastbaren, langlebigen Lösung gefragt sind, ist Tepex® das Material der Wahl.
Tepex® Dynalite-Materialien bestehen aus einer oder mehreren Schichten textiler Produkte mit Endlosfasern, die in eine Matrix aus industriellen Thermoplasten eingebettet sind. Diese Sorte ist vollständig imprägniert und verfestigt. Alles Fasern sind somit mit Kunststoff ummantelt, und das Material enthält keine Lufteinschlüsse. ® Tepex dynalit bietet daher maximale Festigkeit und Steifigkeit bei geringer Dichte und überlegenen dynamischen Eigenschaften.
Tepex® flowcore verwendet Glas- oder Kohlenstofffasern endlicher Länge und ermöglicht das Formpressen für mehr Flexibilität beim Design. Diese Fasern sind vollständig imprägniert und verfestigt. Die flowcore-Familie umfasst Strukturen mit kontinuierlichen (Tepex® dynalite) und langen Fasern (Tepex® flowcore), wobei normalerweise Endlosfasern auf der Exterieur und lange Fasern in der Mitte platziert werden. So entsteht ein Faserverbundwerkstoff mit maximaler Biegefestigkeit Festigkeit, der das Formen filigraner Bauteile unterstützt.
Im Gegensatz zu Tepex® Dynalite sind die Materialien der Semipreg-Familie nicht vollständig verfestigt und damit mechanisch weniger belastbar. Dadurch können geringere Dichte und eine veränderte akustische Eigenschaften mit einem definierten Material Dicke erreicht werden. Bei Anwendungen, für die das von Steifigkeit dominierte Dynamit nicht das passende Eigenschaften bietet, kann Semipreg eine attraktive Alternative sein.
Tepex® antiballistische Materialien aus Aramidgeweben wurden speziell für eine optimale antiballistische Leistung entwickelt. Die Material Systeme werden in schützenden Produkte wie Helmen und Autopanzerungen und weiteren Schutzausrüstungen eingesetzt.
So vielfältig das Angebot an Sportartikeln ist, so vielfältig sind auch die Material Anforderungen an Sport beispielsweise Schuhsohlen, Fahrradkomponenten, Skischuhe oder Schutzkleidung und Helme. Tepex® erfüllt alle Anforderungen.
Die Steigerung der Kraftstoffeffizienz ist eine wichtige Voraussetzung für die Automobilindustrie Industrie - ein geringeres Fahrzeuggewicht ist der ideale Weg, um dies zu erreichen. Dabei dürfen jedoch weder die Sicherheit, der Fahrkomfort noch die Produktionseffizienz beeinträchtigt werden. Tepex® bietet Lösungen für strukturelle und semistrukturelle Bauteile.
Moderne elektronische Geräte sollten nicht nur leicht, robust und funktional hochintegriert sein. Ein individuelles Design mit hohem Wiedererkennungswert sowie optische und haptische Attraktivität sind gerade bei der Elektronik ebenfalls wichtige Verkaufsargumente.
Industrielle Prozesse und Anwendungen erfordern eine effiziente Nutzung von Energien. Bewegliche Maschinenteile aus Tepex® erfüllen auch bei relativ geringen Gewichten hohe Anforderungen an die Stabilität.
Tepex® ist eine Gruppe von Produkten aus Verbundwerkstoffen, die vollständig imprägniert, konsolidiert und plattenförmig sind. Sie bestehen aus High-Zugfestigkeit-Endlosfasern (oder Langfasern im Falle Tepex® flowcore) und einer Thermoplast-Matrix. Diese Verbundplatten können durch Erwärmen und anschließende Umformen in kurzen Taktzeiten zu komplexen Bauteilen verarbeitet werden. Endlosfasern sind hauptsächlich Glas- und/oder Carbonfasern in Form von Geweben, Inlays oder anderen textilen Produkten. Matrixmaterialien sind Thermoplaste wie Polypropylen, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 12, Polycarbonat, Thermoplast Polyurethan und Polyphenylensulfid. Die Stärken von Tepex® lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe zeichnen sich insbesondere durch ihre hervorragende Steifigkeit und sehr hohe Festigkeit gepaart mit sehr geringen Dichte aus. Das sind die Eigenschaften eines idealen Leichtbau-Material. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Parameter einer Reihe von Standardtypen von Tepex®:
Computergestütztes Engineering (CAE) von Tepex® Bauteilen ist unerlässlich, um kurze Entwicklungszeiten, kostengünstige Produktionsprozesse und eine für die Lastfälle optimierte Bauteilauslegung zu erreichen. Dabei bezieht sich die Konstruktion spezifisch sowohl auf den Produktionsprozess als auch auf das mechanische Verhalten des Bauteils und die Wechselwirkung zwischen Produktions- und BauteilEigenschaften.
Die Anisotropie – also die Richtungsabhängigkeit – ist die wichtigste Eigenschaft des Halbzeugs im Konstruktionsprozess. Aus der Morphologie des Verstärkungsgewebes ergibt sich eine Zug-Druck-Asymmetrie, eine Abhängigkeit von der Lage in Bezug auf die Durchgangsebene (Schichtaufbau) und für den Herstellungsprozess die Drapierbarkeit. Aus den Eigenschaften der Matrix ergeben sich die Temperaturen und teilweise die Feuchtegehaltsabhängigkeit sowie – je nach Belastungsart – ein zeitabhängiges Kriechen. Auch durch den Schichtaufbau ergeben sich relativ große Unterschiede zwischen Zugfestigkeit und Biegefestigkeit Eigenschaften.
Sowohl der Fertigungsprozess als auch das Bauteilverhalten lassen sich mit Standard-FE-Methoden und Berechnungsprogrammen (Solvern) hocheffektiv charakterisieren, mit Präzision und prognostizierender Qualität in Abhängigkeit vom verwendeten modellbasierten Ansatz, dem Umfang der zugrundeliegenden Messdaten und den zu berechnenden spezifischen Aspekten.
Um den Herstellungsprozess, die resultierende Faserorientierung und die Eigenschaften der Bauteile bis hin zum Bruchverhalten ausreichend vorherzusagen, haben wir auf Basis des FE-Solvers ABAQUS Werkzeuge entwickelt, die die genannten Eigenschaften und Einflüsse charakterisieren und somit direkt im Entwicklungsprozess für Tepex® Bauteile eingesetzt werden können. Diese FE-Werkzeuge verwenden Material, die mit richtungsabhängigen Zugfestigkeiten, teilweise mit hoher Expansion, und verschiedenen Scheren und Biegefestigkeiten berechnet werden.
Abbildung 1: Spannungsverteilung und -verformung bei der Dreipunktprüfung der Biegefestigkeit
Umform- und Drapierungssimulationen dienen zwei voneinander unabhängigen Zielen:
Unser Simulationsmodell für das Drapieren von Tepex® Bauteilen basiert auf dem FE-Solver ABAQUS. Dabei wird der Tatsache Rechnung getragen, dass Thermoplast gewebebasierten Verbundwerkstoffe kein Kunststoff Thermoformen zulassen, sondern der dreidimensionalen Geometrie des Bauteils durch Gewebe Scherung Dehnung aus dem Flachwerkzeug hinzugefügt werden (Gittereffekt). Ist der für die Scherung notwendige Schereffekt so groß, dass die Fasern ineinander greifen, wechselt das Material in die Normalrichtung und es entstehen Falten. Dieser Effekt lässt sich auch im Berechnungsmodell abbilden.
Abbildung 2: Scherung der Winkelverteilung in einem Mock-up-Bauteil
Unser Composite-Material-Modell für Tepex® ermöglicht in Kombination mit den im einstufigen Drapierungsprozess ermittelten Faserorientierungen für die Bauteilgeometrie eine hocheffektive Vorberechnung der Steifigkeit-, Festigkeit-, Crash-Eigenschaften- und Vibration-Eigenschaften des Bauteils. Die Werkzeuge können sowohl für reine Tepex® Bauteile als auch für solche, die im Insert-Molding, Hybrid-Molding oder Flow-Molding hergestellt werden, eingesetzt werden. So können Konstrukteure bereits am Computer auf eine Schwachstelle in einem Bauteil reagieren – zum Beispiel mit größeren Wandstärken oder Verstärkungsrippen.
Beide Werkzeuge haben ihre Eignung und Präzision bei der Entwicklung zahlreicher Prototypen- und Serienkomponenten unter Beweis gestellt – etwa bei Frontend-Obergurt, Bremspedal, Airbaggehäuse, Sitzschale und Infotainment-Halterung (tragende Struktur des Soundsystems in einem Fahrzeug).
Abbildung 3: Die Abbildung zeigt die wichtigsten Einflüsse auf die integrative Simulation von Tepex® Hybridkomponenten
Wir haben die Umformsimulation und das neue Material Modell für Tepex® um einen Modellierungsansatz ergänzt, der auch die Simulation thermischer Prozesse in beheiztem Tepex® während der Umformung unterstützt. Dieses Simulationsmodell ermöglicht es im Wesentlichen, z.B. ungleichmäßige Kühlung unter Folien und deren umgekehrte Wirkung auf die Drapierbarkeit zu untersuchen, die sich aus dem Temperatur-abhängigen Material Verhalten Ergebnisse.
Da dieser Simulationsprozess genaue Informationen über den Erwärmungsprozess und alles die thermischen Bedingungen erfordert und insgesamt wesentlich komplexer ist als der isotherme Ansatz, wird er normalerweise nur für die Analyse sehr spezifischer Fragestellungen und Probleme verwendet.
In gemeinsamen Entwicklungsprojekten setzen wir integrative Simulationen ein, um Kunden bei der Entwicklung von Bauteilen zu unterstützen. Es ist aber auch wichtig, unseren Kunden Werkzeuge an die Hand zu geben, mit denen sie neue Anwendungen in Tepex® als Teil ihres eigenen CAE Workflows entwerfen können. Zu diesem Zweck:
Für alle Methoden steht eine wachsende Reserve an Material Parametern zur Verfügung. In allen Fällen muss die Orientierungsverteilung, die unsere Experten z.B. im einstufigen Drapierungsverfahren berechnen und für ein vorgegebenes Berechnungsmodell zur Verfügung stellen können, gespeichert werden.
Unser Expertenteam bietet das komplette Know-how, das wir in den Bereichen Werkstoffe, Composite-Technologien, Simulationsmethoden, Bauteilprüfung, Verarbeitung und Fertigung besitzen. Dieses Know-how bringen wir in unsere Partnerschaften mit unseren Kunden ein. Unsere Dienstleistungen für Tepex® umfassen:
Schneiden von Klingen
Wasserstrahl
Unsere Tepex® Composites werden in einem kontinuierlichen, hochautomatisierten Produktionsprozess ganz oder teilweise konsolidiert. Doch warum ist die Vollkonsolidierung so wichtig?
Um ein geformtes und zurück geformtes Bauteil zu erhalten, können Tepex® Einsätze in einem ersten Schritt thermogeformt und in einem weiteren separaten Schritt zurück geformt oder umspritzt werden. Im zweiten Schritt muss die Preform wieder erhitzt werden.
Das Hybrid-Molding bietet eine wirtschaftliche Alternative zum zweistufigen Verfahren. Das Organoblech wird geformt und gemeinsam im Spritzgießwerkzeug eingespritzt. Um Formteile in einem Arbeitsgang herzustellen, werden halbfertige Verbundplatten als Rohlinge bereitgestellt, die sich der Endkontur annähern. Mit diesem Verfahren sind sehr kurze Zykluszeiten <60sec. erreichbar.
Komplexe Bauteilgeometrien mit unterschiedlichen Wandstärken eignen sich besonders gut für das Flow Molding. Aufgrund seiner Verstärkung mit endlichen Faserlängen ist Tepex® flowcore für das Flow-Molding geeignet. Dadurch ist es möglich, Rippen und Funktionselemente in Form zu bringen. Darüber hinaus zeichnet sich das Flow-Molding durch eine sehr hohe Reproduzierbarkeit und kurze Zykluszeiten aus.
Durch die Kombination des Formpressens von LFT oder Tepex® flowcore mit vorgewärmten Verbundplatten wird die Herstellung großer, extrem fester und verzugsfreier Bauteile ermöglicht. Wesentliche Merkmale der so hergestellten Bauteile ist ihre extrem hohe Schlagfestigkeit.
Nachhaltigkeit bedeutet für uns mehr als recycelte oder bio-basierte Rohstoffe und auch mehr als die Identifizierung von Recyclingmöglichkeiten für unsere eigenen Materialien. Wir bemühen uns, dieses komplexe Thema, insbesondere für die Kunststoffe Industrie, in seiner Gesamtheit anzugehen.
Der Weg in eine nachhaltigere Zukunft basiert zu einem großen Teil auf dem bewussten und sparsamen Umgang mit Ressourcen und Energien. Leichtbau ist eine sehr effektive Methode, um Material zu sparen und damit den Energien für Bewegung oder Beschleunigung zu reduzieren.
Vor mehr als 20 Jahren haben sich die Entwickler Tepex® Organobleche auf den Weg gemacht, exzellente Mechanisch Eigenschaften mit niedrigem Dichte in einem einzigen Material zu vereinen. Das Ergebnis war eine vielseitige Werkstofffamilie, die sich auf unterschiedlichste Anforderungen zuschneiden lässt und dabei stets den Leitgedanken des Leichtbaus im Blick behält.
Thermoplastische Matrixmaterialien wie Tepex® Organobleche bieten viele Vorteile, sowohl in der Verarbeitung als auch beim Recycling am Ende der Dienstleistung.
Für Industrieabfälle, vor allem Verschnitt aus Tepex® Verarbeitung, bei dem der Abfall zerkleinert und dann zum Umspritzen von Halbzeugen verwendet wird oder für konventionelle Spritzguss verwendet werden könnte, existiert bereits ein praxistaugliches Recyclingkonzept. Bereits heute wird das Verfahren für die postindustriellen Abfälle PP und PA GF Composites eingesetzt. Fasern und Matrix bleiben ungetrennt. Das Verfahren wurde sowohl ökonomisch als auch ökologisch für PP-GF-Verbundwerkstoffe im Rahmen von ReproOrgano Projekt.
Neben zirkulären Recyclingprozessen und erhöhter Energieeffizienz eröffnen nachwachsende Rohstoffe eine attraktive Möglichkeit, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, da sie im Zuge ihrer Herstellung Kohlendioxid binden.
Die Kombination einer erneuerbaren Faser wie Flachs mit einem ebenso erneuerbaren Matrix-Material wie Polymilchsäure (PLA) bietet die größtmögliche Reduzierung des CO2-Fußabdrucks , was zu über 1/3 eines herkömmlichen PC/GF-Systems führt.
Für Verarbeitung Tepex® Organobleche gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, abhängig von der Art der Faserverstärkung, der Material Dicke, Faserlänge und -komplexität oder spezifischen Anforderungen des Bauteils. Maßgeschneiderte Verarbeitung bieten jeweils ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit, Prozesseffizienz und Energieeffizienz.
Ein Vergleich verschiedener Verarbeitung Verfahren für einen Leichtmetall sowie duroplastische und Thermoplast-basierte Verbundwerkstoffe macht deutlich, dass ein zunehmender Integrationsgrad, wie er durch Tepex® ermöglicht wird, mit erheblichen Prozess Vereinfachung verbunden ist. Entsprechend reduziert sich das Kontaminationsrisiko zwischen den einzelnen Prozessschritten, insbesondere wenn nachträgliche Verarbeitung wie Schleifen oder Polieren entfallen.
Das ist zum Beispiel wichtig für aufwendig bemalte Gehäuseteile von Computern oder Handys. Weniger Prozessschritte bedeuten weniger Fertigungsaufwand für Maschinen und Anlagen und auch eine bessere Energie, da wiederholtes Kühlung und Erhitzen entfallen können.
Mikroplastik ist mittlerweile in der Umwelt alles auf der ganzen Welt nachweisbar. Schätzungen zufolge gibt es in den Weltmeeren bereits mehr Mikroplastik als Plankton. In der Wüste, in der Arktis, am Mount Everest, in unserem Ackerland und in der Luft – überall wurden bereits erhebliche Mengen an Mikroplastik gefunden. Kunststoffpartikel wurden auch in unseren Lebensmitteln wie Fisch, Meeresfrüchten, Salz und Honig gefunden.
Jeder Einzelne von uns ist dafür verantwortlich. Ein Großteil des Mikroplastiks in der Umwelt entsteht durch Reifenabrieb und das Waschen von Kleidung aus synthetischen Fasern.
Die Kunststoffe Verarbeitung Industrie ist sich aber auch ihrer Verantwortung bewusst. Kunststoffe Europe - der Verband Kunststoffe Produzenten, dessen mehr als 100 Mitgliedsunternehmen aus 27 Mitgliedstaaten mehr als 90 % der europäischen Kunststoffe produzieren - ist Operation beigetreten Cleansweep (OCS). Dies ist eine globale Kampagne, um Umweltverschmutzung durch Kunststoff aus der Produktion zu verhindern.
OCS ist eine Zertifizierung, die wir zusätzlich zu unserem bestehenden Umweltmanagement-Zertifikat erhalten können, wenn wir die Anforderungen erfüllen. Zuerst müssen wir uns offiziell auf das Programm und seine Anforderungen festlegen. Und dann beginnt die Arbeit, denn wir müssen uns kritisch hinterfragen, prüfen, wo in unserem Produktionsprozess möglicherweise kleinteiliger Kunststoff (Granulat/Pulver) in die Umwelt gelangen könnte und Mechanismen finden, dies zu verhindern.
Erklärtes Ziel von Envalior ist es, dass alle Standorte weltweit bis Ende 2024 die OCS-Audits bestanden haben.
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