RAT und Prepreg – Reverse Autoclave Technology
Prepreg wird von Hand abgelegt und unter Druck ausgehärtet. Niedrigste Porosität und höchste Eigenschaften. Ein wirtschaftlicheres Verfahren als der Autoklav. RAT, der umgekehrte Autoklav, ist ein Verfahren zur Aushärtung von Verbundwerkstoffen, bei dem die Rollen von Druck und Vakuum vertauscht sind. Das Bauteil kommt mit seiner Form in einen Ofen, dessen Kammer evakuiert wird. Infrarotstrahler erwärmen Laminat und Form, und ein mit Druckgas gefüllter Sack oder Bladder presst das Laminat an die Form.
Wichtige Parameter
| Um das Bauteil | Vakuum in der Ofenkammer |
| Erwärmung | Infrarotstrahler (IR) |
| Druckquelle | Sack oder Bladder unter Druck |
| Druckgas | nur im Sack oder Bladder, nicht in der ganzen Kammer |
| Geschlossene Bauteile | Profile, Rahmen, Rohre – ein Bladder drückt von innen |
| Offene Bauteile | Paneele, Abdeckungen – ein Drucksack stützt sich an einem Deckel ab, der die Form schließt |
| Öfen in unserem Werk | 3 RAT-Vakuumöfen |
Die Prozessparameter – Druck, Temperaturprofil, Zykluszeit – legen wir für Laminat und Bauteil fest.
Was Sie bei uns bestellen können
- Prepreg-Profile, Rahmen und Rohre – von innen durch ein Bladder angedrückt
- Paneele, Abdeckungen und Schalen – ein Drucksack stützt sich an einem Deckel ab
- Prepreg-Bauteile, für die ein Vakuumsack allein nicht genug Druck liefert
| Werkstoffe | Prepregs aus Carbon, Glas und Aramid |
| Typische Stückzahlen | Prototypen und Kleinserien – je nach Größe und Laminat |
| In unserem Werk | 3 RAT-Vakuumöfen mit Infrarotheizung |
| Für ein Angebot senden Sie | ein 3D-Modell oder eine Zeichnung – oder eine Beschreibung und Skizze, die Anforderungen und die Jahresmenge |
So funktioniert der umgekehrte Autoklav
| Autoklav | RAT (umgekehrter Autoklav) | |
|---|---|---|
| Was die Kammer füllt | heißes Druckgas | Vakuum |
| Woher der Druck kommt | von außen – Gas presst den Vakuumsack auf die Form | aus einem mit Druckgas gefüllten Sack oder Bladder |
| Wo das Vakuum ist | unter dem Sack, am Laminat | in der ganzen Kammer, rund um das Bauteil |
| Wie das Laminat erwärmt wird | Konvektion – heißes Gas überträgt die Wärme | Infrarotstrahlung – direkt auf Form und Laminat |
| Druckgasvolumen | die ganze Kammer | nur der Sack oder Bladder |
Im Vakuum gibt es keine Konvektion, deshalb muss die Wärme das Laminat durch Strahlung erreichen – daher die Infrarotheizung. Die Energie geht in Form und Laminat, nicht in große Gasvolumen, die ein Autoklav zusammen mit der ganzen Kammer erwärmen und verdichten muss.
Das Vakuum um das Bauteil hilft, Luft und flüchtige Bestandteile aus dem Laminat zu ziehen, und der Druck aus Sack oder Bladder presst die Lagen auf die Form. Bei geschlossenen Bauteilen – Profilen, Rahmen, Rohren – arbeitet das Bladder von innen und drückt das Laminat an die Wände der Außenform.
Geschlossene und offene Bauteile
Bei geschlossenen und hohlen Bauteilen – Profilen, Rahmen, Rohren – liegt das Laminat an den Wänden einer geschlossenen Form, und ein Bladder im Inneren des Bauteils drückt es von innen an (Abb. 2a).
Bei offenen Bauteilen – Paneelen, Abdeckungen, Schalen – legen wir das Laminat auf eine einseitige Form. Ein einfacher Deckel schließt die Form auf der anderen Seite. Zwischen Laminat und Deckel liegt ein Sack: Mit Druckgas gefüllt, stützt er sich am Deckel ab und presst das Laminat auf die Form (Abb. 2b). Der Deckel muss die Bauteilform nicht abbilden – er nimmt nur die Kraft des Sacks auf und ist deshalb einfach und günstig.
In beiden Varianten steht die Ofenkammer unter Vakuum, und Infrarotstrahler liefern die Wärme.
RAT im Vergleich mit Autoklav und OOA
| Eigenschaft | Autoklav | RAT | OOA – VBO-Prepreg |
|---|---|---|---|
| Verdichtung des Laminats | Gasüberdruck in der Kammer | Überdruck im Sack oder Bladder | nur Atmosphärendruck (Vakuum unter dem Sack) |
| Erwärmung | heißes Gas | Infrarotstrahler | Umluftofen |
| Druckbehälter | die ganze Kammer | nur der Sack oder Bladder | keiner |
| Entgasung des Laminats | Vakuum unter dem Sack | Vakuum in der ganzen Kammer | Vakuum unter dem Sack |
Wann es die richtige Wahl ist
- Das Bauteil braucht mehr Druck, als ein Vakuumsack allein liefert, und ein Autoklav ist zu teuer oder zu klein
- Das Bauteil ist offen – ein Paneel oder eine Abdeckung – und kann von einem Sack angedrückt werden, der sich an einem einfachen Deckel abstützt
- Das Bauteil ist geschlossen oder hohl, und ein Bladder kann das Laminat von innen andrücken
- Sie wollen nur Form und Laminat erwärmen, nicht das ganze Kammervolumen
- Sie wollen Prepreg aushärten, ohne eine ganze Kammer mit Gas unter Druck zu setzen
Wann ein anderes Verfahren besser ist
- Gefordert ist ein zertifizierter Autoklavprozess nach einer bestehenden Luftfahrtnorm
- Die Serie umfasst Zehntausende Bauteile – Forged Carbon oder Formpressen
- Ein sehr großes offenes Bauteil – Vakuuminfusion
So läuft der RAT-Prozess ab
- Konstruktion von Laminat und Form einschließlich der Druckaufbringung: ein Bladder im geschlossenen Bauteil oder ein Sack unter einem Deckel, der die Form beim offenen Bauteil schließt.
- Ablegen der Prepreg-Lagen auf der Form und Einlegen des Bladders bzw. von Sack und Deckel.
- Einbringen des Aufbaus in den Ofen und Evakuieren der Kammer.
- Füllen von Sack oder Bladder mit Druckgas und Erwärmen mit Infrarotstrahlern nach dem Temperaturprofil.
- Aushärten, Abkühlen, Entformen, Bearbeiten und Laminatprüfung.
Fragen und Antworten
Was ist RAT (Reverse Autoclave Technology)?
RAT ist ein umgekehrter Autoklav: eine Technologie zur Aushärtung von Verbundwerkstoffen in einem Ofen, dessen Kammer unter Vakuum steht. Infrarotstrahler erwärmen Laminat und Form, und ein mit Druckgas gefüllter Sack oder Bladder presst das Laminat auf die Form.
Warum ein „umgekehrter“ Autoklav?
Weil Druck und Vakuum vertauscht sind. Im Autoklaven füllt Druckgas die Kammer, und das Vakuum liegt unter dem Sack. Bei RAT ist das Vakuum in der Kammer und das Druckgas im Sack oder Bladder.
Wie unterscheidet sich RAT von OOA mit VBO-Prepreg?
Beim VBO-Verfahren verdichtet nur der Atmosphärendruck das Laminat, weil unter dem Sack Vakuum und außen normale Luft ist. Bei RAT ist der Sack oder das Bladder mit Druckgas gefüllt, sodass der Druck höher sein kann, und das Vakuum in der ganzen Kammer hilft zusätzlich beim Entgasen des Laminats.
Warum Infrarotheizung?
Im Vakuum gibt es keine Luft, die Wärme überträgt, deshalb werden Laminat und Form durch Strahlung erwärmt. Infrarotstrahler erwärmen Form und Laminat direkt, ohne ein großes Gasvolumen aufzuheizen.
Welche Bauteile eignen sich für RAT?
Prepreg-Bauteile, die mehr Druck brauchen, als ein Vakuumsack allein liefert. Geschlossene und hohle Bauteile – Profile, Rahmen, Rohre – drückt ein Bladder von innen an. Offene Bauteile – Paneele und Abdeckungen – drückt ein Drucksack an, der sich an einem einfachen Deckel abstützt, der die Form schließt. Ein konkretes Bauteil beurteilen wir anhand von Zeichnung und Anforderungen.
Weitere Technologien
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