Vakuuminfusion bei Bavaria Yachts

Seit 2016 produzierte die Bavaria Yachtbau GmbH in ihrem fränkischen Stammwerk einen Teil ihrer Boote mit dem Vakuuminfusionsverfahren. Am Standort Rochefort in Frankreich, wo die Bavaria-Katamarane der Marke Nautitech hergestellt werden, ist das Verfahren vor Jahren eingeführt worden. Das Vakuuminfusionsverfahren findet immer mehr Verbreitung. Neben dem Bootsbau wird es auch beim Bau von Windkraftanlagen eingesetzt.

Vakuuminfusion

Das Vakuuminfusionsverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffe, umgangssprachlich als GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) bezeichnet, auch wenn andere Fasern als Glas zum Einsatz kommen. Faserverstärkte Kunststoffe bestehen aus mindestens zwei Elementen: der Faserverstärkung, die dem Werkstück die gewünschten Eigenschaften verleiht und der Matrix aus Kunstharz, die die Fasern umgibt und sie schützt. In einem Sandwich kommen noch Kernmaterialien hinzu.

Das grundlegende Prinzip des Vakuum­infusionsverfahrens besteht darin, die Fasern und im Falle eines Sandwichs gegebenenfalls Kernmaterialien zunächst trocken in die Form einzubringen und das Harz später mit Hilfe eines Vakuums in die Form einfließen zu lassen. Das Vakuum soll außerdem sämtliche kleinen Luftbläschen aus dem Laminat ziehen und durch die Luftdruckdifferenz zwischen Laminat und Umgebung dazu führen, dass das Laminat unter Druck aushärtet.

Die technische Umsetzung des Vakuum­infusionsverfahrens kann recht verschieden sein. Trotzdem lassen sich drei allgemeine Vorteile benennen: Erstens werden weniger Emissionen frei, da es sich um ein geschlossenes Verfahren handelt, weil der ganze Prozess unter einer Folie abläuft. Zweitens sinkt der Harzanteil in einem Bauteil, was es gleichzeitig fester und leichter macht. Drittens ist die Maßhaltigkeit der Bauteile höher. Auf der anderen Seite stehen höhere Kosten für Material und qualifizierte Mitarbeiter.

Ablauf bei Bavaria

Das Vacutec-Verfahren bei Bavaria läuft wie folgt ab: Im ersten Schritt tragen computergesteuerte Spritzroboter die Gelcoat-Feinschicht exakt dosiert auf die vorbereiteten Laminierformen auf. Danach werden die für den einzelnen Produktionsauftrag bereits vorher konturgerecht zugeschnittenen Glasfasermatten und Schaumkerne auf die genau definierten Positionen eingelegt. Dies geschieht trocken, also zunächst ohne den sonst üblichen Harzauftrag.

„Damit ist der Einlege-Prozess vollkommen sauber und jederzeit kontrollierbar, da eventuelle Fehler jederzeit auffallen und ohne den Zeitdruck eines bereits antrocknenden Harzes problemlos und umgehend behoben werden können,“ sagt Alexander Berg, Head of Program-Management bei Bavaria. Wenn die Zwischenabnahme der Qualitätskontrolle passiert ist, wird die Form mit einer Folie luftdicht abgedeckt und durch Absaugen der gesamten Luft unter Vakuum gesetzt.

Über ein modellspezifisches Schlauchsystem wird nun in kurzer Zeit das Harz eingesogen und damit das Laminat hergestellt. „Das Vakuum wird während der gesamten Aushärtezeit aufrecht gehalten, so entstehen hochfeste und gleichzeitig leichte Laminate ohne jegliche Lufteinschlüsse“, sagt Alexander Berg. Um sicherzustellen, dass es keine trockenen Stellen gibt, wird mehr Harz eingesogen als das Laminat benötigt. Das überschüssige Harz wird in Sammlern aufgefangen.

„Die höheren Materialeinstandspreise für die speziellen Harze, Fasern, Schäume und sonstige Verbrauchsmaterialien werden in der laufenden Produktion durch Gewichts­einsparungen und durch geringere Kosten in der Absaugtechnik sowie durch Verbesserung der Folgeprozesse kompensiert“, sagt Alexander Berg. „Als Initialkosten sind aber natürlich in gewissem Maße Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie spezielle Produktionsmittel und Werkzeuge nötig.“

Infolge des Vakuuminfusionsverfahrens sah Bavaria allseitig Vorteile. Die Werft sollte Prozesssicherheit und die ausgeweitete Teilautomation gewinnen. Die Mitarbeiter würden von der höheren Arbeitssicherheit und den geringeren Emissionen profitieren.