CSP verbetert koolstofvezel RTM, bevestigt productierol met premium automaker

Na het winnen van een JEC Innovatieprijs in 2016 voor zijn Lincoln MKS Decklid-concept — een TCA Ultra Lite buitenpaneel en een koolstofvezel resin transfer molding (RTM) binnen-prototype — zegt Continental Structural Plastics (CSP, Auburn Hills, Michigan) dat het zijn koolstofvezel RTM (CF-RTM) proces heeft verfijnd tot op het punt dat een premium automaker de technologie zal gebruiken voor afsluiters op toekomstige voertuigplatforms. Deze deuren, rapporteert het bedrijf, zullen zowel binnen- als buitenpanelen alsook structurele versterkingen bevatten gemould met CSP's geavanceerde CF-RTM-proces.

Toen CSP in 2013 zijn Center of Excellence for Lightweight Technologies and Carbon Fiber Processes in Pouancé, Frankrijk, opzette, was het doel processen te ontwikkelen om het gebruik van koolstofvezel in hoog-volume toepassingen betaalbaar en haalbaar te maken. Sindsdien heeft het CSP-team in Europa gewerkt aan het ontwikkelen van een hoogpresterend CF-RTM-proces dat zou resulteren in hoge-sterkte, ultralichte componenten om OEM's te helpen aan strenge CO₂-emissieregels te voldoen. Specifiek heeft het team zich gericht op het verbeteren van cycletijd, het benutten van geautomatiseerd pre-vormen en het verlagen van de kosten van koolstofvezel-materialen.

"We hebben een drie-minuten cycletijd getikt met 100% gerecyclde koolstofvezel. Met ons multi-materiaal decklid-concept hebben we aangetoond dat dit totaal mogelijk was," zegt Marc Philippe Toitgans, directeur van Onderzoek en Ontwikkeling bij CSP Europa. "Nu zijn we trots om te zeggen dat we hebben samengewerkt met grote OEM's in de VS en Europa aan koolstofvezel RTM-programma's en de eerste commerciële toepassingen van deze technologie zeer snel zullen zien."

Vanaf CAE-analyse, stromingsimulatie, preform-proces, vormontwerp en volledige automatisering, zegt CSP dat het best-in-class expertise heeft opgebouwd om grote structurele en Klasse A CF-RTM-programma's voor afsluiters en andere BIW-toepassingen te ondersteunen. CSP's kern-verschillen zijn gebaseerd op:

• 100 bar injectiedruk, en tot 1.500 ton druk voor afsluitingstoepassingen.
• Hoge vezelinhoud (groter dan 50%) voor structurele toepassingen.
• 20-seconden injectietijd.
• Beheer van variabele diktes.
• Gewichtsbesparing van tot 30% vergeleken met aluminium.

Om diverse koolstofvezel RTM-programma's te ondersteunen die zo snel als eind 2020 zullen beginnen, investeren CSP en moederbedrijf Teijin Ltd. (Tokio, Japan) in een toegewijde CF-RTM-productielijn in Palmela, Portugal. De initiële investering van €5,5 miljoen zal de installatie van compressiepressen, RTM-injectie-eenheden en een bonding-cel omvatten.

"We zijn opgewonden om hand-in-hand met onze klanten in Europa te werken om onze RTM-mogelijkheden te demonstreren," zegt Ricardo Barros, CSP/Inapal-programmamanager. "Het industrialiserings- en automatiseringsniveau dat we in Palmela installeren is ongekend voor vergelijkbare koolstofvezel-toepassingen."

Naast het reduceren van componentgewicht en cycletijden, heeft het CSP-team in Europa een aantal methodologieën nagevolgd die zullen resulteren in duurzamere productieprocessen. Werkend naar een net-zero-emissiedoel, werkt CSP Europa aan morgen CF-RTM-proces met een primaire focus op natuurlijke of gerecyclde vezels, thermoplastische/bio-bronnen, geavanceerde harsen en verminderde afval en verspilling.

"Ons doel is om door te gaan met een duurzame waardepropositie met focus op net-zero CO₂-emissies," voegt Philippe Bonte, president van CSP Europa, toe. "We zullen dit bereiken via geavanceerde productietechnologieën en het gebruik van hernieuwbare materialen met de ambitie om een positieve bijdrager te worden aan de wereldwijde omgeving."