Prepreg vs. Infusion: Warum Carbonteile von LARTE Design OEM-Qualität liefern

Prepreg und Vakuuminfusion sind zwei dominierende Composite-Fertigungsverfahren für faserverstärkte Verbundwerkstoffe in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Obwohl beide auf Carbongewebe und einem Harzsystem basieren, unterscheiden sie sich deutlich in Fertigungstechnik, Aushärtungsprozess, Laminatqualität und Produktionskosten.

Dieser Leitfaden erklärt, wie sich Prepreg vs. Vakuuminfusion auf strukturelle Konsistenz, Haltbarkeit und Langzeitperformance auswirken. Am Ende wird verständlich, warum Premiumhersteller – darunter LARTE Design – auf Prepreg-Technologie mit Autoklav-Aushärtung setzen, um Carbonbauteile auf OEM-Niveau zu realisieren.

Aus ingenieurtechnischer Sicht ist Carbon kein dekoratives Material. Es handelt sich um ein faserverstärktes Verbundsystem, dessen Leistungsfähigkeit davon abhängt, wie Fasern, Harz, Druck und Aushärtung gemeinsam gesteuert werden. In der automobilen Composite-Fertigung dominieren heute zwei Verfahren: Prepreg und Vakuuminfusion.

Beide Methoden können optisch hochwertige Bauteile erzeugen, unterscheiden sich jedoch erheblich in struktureller Konsistenz, Laminatqualität und langfristiger Zuverlässigkeit. Das Verständnis dieser Unterschiede erklärt, warum einige Carbon-Komponenten über Jahre stabil bleiben, während andere sich verziehen, abbauen oder ihre Maßhaltigkeit verlieren. Entscheidend ist, wie die Harzmatrix eingebracht wird, wie die Faserdurchtränkung kontrolliert wird und wie der finale Aushärtungsprozess erfolgt.

Was ist Prepreg?

Prepreg-Material besteht aus vorimprägnierten Fasern, bei denen das Carbongewebe bereits während der Materialherstellung mit einer exakt definierten Harzmatrix versehen wird. Dadurch entsteht ein kontrolliertes Faser-Harz-Verhältnis, noch bevor das Bauteil geformt wird.

Diese Methode ermöglicht eine hohe Laminatqualität, sehr geringe Porosität und exzellente Wiederholgenauigkeit von Bauteil zu Bauteil.

Was ist Vakuuminfusion?

Das Vakuuminfusionsverfahren, auch bekannt als VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding), verfolgt einen anderen Ansatz. Ein trockenes Faserlaminat wird in die Form gelegt, mit einer Vakuumfolie abgedichtet und das Harz mittels Unterdruck und atmosphärischem Druck durch die Fasern gezogen.

Das Verfahren ist flexibel und kosteneffizient, jedoch stark abhängig von Erfahrung des Bedieners, Harzflussverhalten und Prozesskontrolle.

Carbonbauteile können mit unterschiedlichen Composite-Fertigungsverfahren hergestellt werden. Die beiden heute am weitesten verbreiteten Methoden sind Vakuuminfusionsformen und Prepreg-Verarbeitung mit Autoklav-Aushärtung. Beide basieren auf geschichtetem Laminataufbau, folgen jedoch grundlegend unterschiedlichen Produktionslogiken, die sich direkt auf Strukturqualität, Wiederholgenauigkeit und Langzeitperformance auswirken.

Prepreg-Fertigungsablauf

Prepreg-Carbonteile beginnen mit vorimprägnierten Fasern, bei denen der Harzanteil bereits im Material definiert ist. Vor der Verarbeitung wird das Material 4–8 Stunden temperiert, um optimale Verarbeitbarkeit zu erreichen. Anschließend werden die Lagen digital zugeschnitten und manuell oder automatisiert präzise in die Form eingelegt.

Während des Laminierens erfolgt regelmäßig eine Vakuumkonsolidierung (Debulking) alle 3–5 Lagen, um eingeschlossene Luft zu entfernen und die Faserausrichtung zu stabilisieren. Danach wird das Bauteil gemäß definierter Bagging-Sequenz abgedichtet und im Autoklav ausgehärtet. Der Autoklavzyklus arbeitet mit 6–7 bar Druck und 120–180 °C über 2–8 Stunden. Nach dem Abkühlen folgen Beschnitt und Oberflächenfinish.

Das Ergebnis sind dichte Laminate mit vorhersehbaren mechanischen Eigenschaften und minimaler Porosität.

Vakuuminfusions-Fertigungsablauf

Beim VARTM-Verfahren wird ein trockenes Faserlaminat ohne Harz in die Form gelegt. Das Laminat wird mit Abreißgewebe, Fließhilfen und Vakuumfolie vorbereitet. Vor der Infusion wird die Vakuumdichtigkeit geprüft, um eine gleichmäßige Konsolidierung sicherzustellen.

Anschließend erfolgt das Mischen des Harzes (Topfzeit meist 20–45 Minuten). Das Harz wird mithilfe einer Vakuumpumpe und atmosphärischem Druck durch die Fasern gezogen. Die Infusionszeit variiert je nach Bauteilgröße zwischen 15 und 90 Minuten. Die Aushärtung erfolgt in der Regel 24 Stunden bei Raumtemperatur, optional mit Ofen-Nachhärtung bei 60–80 °C.

Das Verfahren ist flexibel, jedoch stark abhängig von Umgebungsbedingungen und handwerklicher Präzision.

Vakuuminfusion vs. Prepreg + Autoklav

Prepreg: Vorteile und Nachteile

Vorteile

• Überlegene mechanische Eigenschaften bei 60–70 % Faseranteil
• Sehr geringe Porosität, meist unter 1 %
• Herausragende Wiederholgenauigkeit für Luftfahrt und OEM-Automotive
• Oberfläche Class-A mit präziser Faserausrichtung
• Vorhersehbarer Aushärtungszyklus und stabile Geometrie
• Geringerer Arbeitsaufwand pro Bauteil durch kontrolliertes Materialverhalten
  
  

Einschränkungen

• Hohe Investitionskosten (Autoklaven 150.000–2.000.000 USD)
• Erforderliche Tiefkühllagerung bei –18 °C
• Begrenzte Materialhaltbarkeit (6–12 Monate)
• Höhere Materialkosten (typisch 60–100 %)
  
  

Vakuuminfusion: Vorteile und Nachteile

Vorteile

• Geringe Investitionen in Equipment (oft unter 60.000 USD)
• Unbegrenzte Lagerfähigkeit trockener Gewebe
• Geeignet für sehr große Bauteile ohne Autoklavgrößenlimit
• Einseitige Formen senken Werkzeugkosten um 40–60 %
• Reduzierte VOC-Emissionen
• Geringerer Rohmaterialverlust
  
  

Einschränkungen

• Prozessabhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit
• Risiko von Trockenzonen und Race Tracking
• Längere Aushärtungszeiten
• Hoher Schulungsaufwand (6–12 Monate)
• Geringerer Faseranteil (45–55 %)
  
  

Trotz höherer Kosten und Komplexität entscheidet sich LARTE Design bewusst für Prepreg und Autoklav. Denn für Carbonteile auf OEM-Niveau zählen Konsistenz, Haltbarkeit und Präzision mehr als Produktionsvereinfachung.

LARTE Design wählt Prepreg-basierte Carbonfaserfertigung nicht wegen ihrer Komplexität, sondern wegen der Kontrolle. Dieser Ansatz aus der Luftfahrtindustrie ermöglicht es Carbon, sein volles mechanisches Potenzial mit vorhersehbaren Ergebnissen zu entfalten.

Faseranteil und Festigkeits-Gewichts-Verhältnis

Prepreg erreicht 60–70 % Faseranteil, gegenüber 45–55 % bei Infusion. Der höhere Fasergehalt verbessert direkt das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und ermöglicht leichtere, steifere Bauteile für dynamisch belastete Premium-Bodykits.

Porosität und strukturelle Integrität

Durch Autoklavdruck liegt die Porosität bei Prepreg unter 1 %, während Infusion meist 2–5 % erreicht. Schon geringe Porositätseinflüsse können die Schubfestigkeit zwischen den Lagen um 15–30 % reduzieren.

Maßhaltigkeit und Wiederholgenauigkeit

Autoklav-Aushärtung ermöglicht eine Maßgenauigkeit von ±0,1 mm zwischen Chargen. Infusionsprozesse variieren häufig ±0,3–0,5 mm. Für OEM-Komponenten ist diese Präzision unverzichtbar.

Mechanische Eigenschaften und Langzeitstabilität

Prepreg-Teile zeigen 15–20 % höhere Zugfestigkeit und 25–35 % höhere Druckfestigkeit als infundierte Laminate. In Kombination mit geringer Porosität und Class-A-Oberfläche gewährleistet dies langfristige Stabilität im realen Fahrbetrieb.
Deshalb setzen Luftfahrt- und OEM-Hersteller auf Prepreg – und deshalb nutzt LARTE Design diese Technologie für Carbonqualität auf OEM-Niveau.

Sowohl Prepreg als auch Vakuuminfusion können hochwertige Carbonverbundteile erzeugen, dienen jedoch unterschiedlichen Anwendungsbereichen.

Prepreg mit Autoklav-Aushärtung bietet luftfahrtähnliche Performance, höchste Wiederholgenauigkeit, minimale Porosität und Class-A-Oberflächen – der Standard für OEM-Automobilbau, Motorsport und strukturelle Bauteile.

Vakuuminfusion bietet ein sehr gutes Kosten-Leistungs-Verhältnis, eignet sich für große Bauteile und erfordert keine Autoklav-Investitionen.

Die Wahl der richtigen Technologie hängt von Leistungsanforderungen, Produktionsumfang und Erwartungen ab. Wenn kompromisslose mechanische Eigenschaften und maximale Konsistenz gefragt sind, rechtfertigt Prepreg seinen Premiumanspruch. Genau deshalb entscheiden sich Unternehmen wie LARTE Design für Prepreg-Fertigung – um OEM-Qualität und das Vertrauen zu liefern, das Besitzer von Premiumfahrzeugen bei jeder Fahrt erwarten.