Prepregs sind Fasergewebe, die bereits exakt dosiert mit Harz vorimprägniert sind („pre-impregnated“). Das ergibt sehr gleichmäßige, hochwertige Laminate – ideal für Luftfahrt, Sport und High-End-Teile. Klassisch werden sie im Autoklav ausgehärtet: einem großen Druckofen, der unter Hitze und hohem Druck Poren herausdrückt. Autoklaven sind aber teuer, energiehungrig und begrenzen die Bauteilgröße.
Out-of-Autoclave: der Weg ohne Druckofen
Out-of-Autoclave-Prepregs (OOA) härten ohne Autoklav aus – allein unter dem Druck, den ein Vakuumsack aufbringen kann. Der Unterschied liegt damit beim Druck, nicht zwangsläufig bei der Temperatur. Ein Autoklav presst das Laminat mit 3 bis 7 bar Überdruck zusammen; Hexcel schreibt für sein Autoklav-Prepreg HexPly 8552 sieben bar vor, bei Wabensandwich 3,2 bar. Geheizt wird deshalb nicht unbedingt weniger: HexPly M56 führt Hexcel im Datenblatt ausdrücklich als Out-of-Autoclave-Matrix mit 180 °C, und das Ofenprofil ist dasselbe wie beim Autoklav-System 8552 – 60 Minuten bei 110 °C, danach 120 Minuten bei 180 °C. Kühler härtende OOA-Systeme gibt es durchaus: Torays 2510 ist ebenfalls für tragende Luftfahrtstrukturen ausgelegt und nach 120 Minuten bei 132 °C fertig. Was dabei sinkt, steht im selben Datenblatt – seine Glasübergangstemperatur liegt am Reinharz trocken bei 146 °C, die des 180-°C-Systems 8552 bei 200 °C. Die Härtetemperatur folgt also der geforderten Temperaturbeständigkeit, nicht der Frage Kessel oder Ofen.
Der Trick steckt im Material: OOA-Prepregs enthalten gezielt eingebaute Mikrokanäle oder harzarme Zonen. Sie bleiben beim Aufheizen offen und lassen Luft entweichen, schließen sich dann beim Harzfluss – so entsteht trotz fehlendem Überdruck ein Laminat, das weder Luft noch überschüssiges Harz einschließt.
Qualität, Grenzen und Trend
Früher galten autoklavfreie Teile als minderwertig (geringerer Faseranteil, harzreiche Zonen). Dieser Abstand ist mit neuen Prepregs, besserer Überwachung und sauberer Verarbeitung deutlich kleiner geworden. Aktuelle Entwicklungen 2026 verbinden OOA mit Automatisierung und Induktionsheizung mit intelligenten Susceptoren – ein Schritt zu schnellerer, energieärmerer Hochleistungsfertigung.
VBO-Prepregs: warum das Material atmen muss
Die Materialklasse hinter diesem Prinzip hat einen eigenen Namen: VBO-Prepreg (vacuum bag only – Härtung allein mit Vakuumsack). VBO-Prepregs unterscheiden sich vom Autoklav-Prepreg in zwei Punkten: in der Harzchemie, die auf niedrigere Aushärtetemperaturen und einen genau gesteuerten Harzfluss abgestimmt ist, und vor allem im inneren Aufbau. Autoklav-Prepregs sind meist vollständig mit Harz durchtränkt – der hohe Kesseldruck presst Restluft später einfach zusammen. VBO-Prepregs sind dagegen gezielt nur teilimprägniert – das ist der konkrete Aufbau hinter den oben erwähnten harzarmen Zonen: Das Harz sitzt als Film auf den Außenseiten, im Kern bleibt ein trockener, luftdurchlässiger Faserbereich. Diese Atmungsfähigkeit (englisch breathability) lässt eingeschlossene Luft vor dem Gelieren des Harzes zu den Laminaträndern entweichen. Darum braucht VBO eine funktionierende Randentlüftung: Hexcel empfiehlt etwa einen steifen Stützrand aus Kork oder Dichtband an den Bauteilkanten, damit der Vakuumsack die Luftpfade dort nicht abquetscht.
Warum ist der Druck der Knackpunkt? Ein Vakuumaufbau kann das Laminat höchstens mit dem Umgebungsluftdruck anpressen – praktisch erreichbar sind etwa 0,9–0,95 bar. Ein Autoklav legt üblicherweise 3 bis 7 bar obendrauf und drückt verbliebene Poren damit schlicht zusammen. Diese Reserve fehlt beim VBO-Prozess komplett: Jede eingeschlossene Luftblase und aufgenommene Feuchtigkeit dehnt sich beim Aufheizen aus und bleibt als Porosität (Porenanteil) im Bauteil zurück. Die Luft muss also raus, bevor das Harz geliert – und deshalb zählen hier Dinge, die ein Autoklav verzeihen würde: ein wirklich dichter Vakuumaufbau mit hoher Vakuumgüte, Material innerhalb der erlaubten Auslagerungszeit (out life) und eine kontrollierte, möglichst trockene Verarbeitungsumgebung.
Debulking und bewährte Systeme in der Praxis
Debulking bedeutet Zwischenverdichten: Der Lagenaufbau wird schon während des Legens mehrfach unter Vakuum vorverdichtet, damit zwischen den Lagen möglichst wenig Luft eingesperrt wird. Wie streng das gehandhabt wird, zeigen die Herstellervorgaben: Hexcel empfiehlt für sein OOA-System HexPly M56, die erste Lage bei Raumtemperatur auf das Werkzeug zu vakuumieren und danach alle 3 Lagen für 5–10 Minuten zu verdichten – bei Sandwichaufbauten sogar nach jeder einzelnen Lage.
Am Markt haben sich qualifizierte Systeme etabliert. CYCOM 5320-1 von Syensqo (hervorgegangen aus Solvay, davor Cytec) ist ein zähmodifiziertes VBO-Epoxidprepreg für tragende Luftfahrtstrukturen. Seine erste Haltestufe liegt je nach Zyklus bei 93 oder 121 °C, die Kennwerte autoklavgehärteter Systeme erreicht es laut Hersteller aber erst nach dem Nachhärten bei 177 °C. Qualifiziert ist es über das US-Programm NCAMP mit öffentlich einsehbarer Datenbasis – für ein Material ohne Autoklav ein wichtiger Vertrauensbeweis. HexPly M56 von Hexcel ist eine eigens für reine Vakuumhärtung formulierte Epoxidmatrix für Flugzeugstrukturen; sie härtet bei 180 °C im Ofen aus. Zudem bleibt sie rund 30 Tage bei Raumtemperatur klebrig genug zum Verlegen (Tack Life). Beide Beispiele zeigen: OOA ist kein Kompromissverfahren mehr, sondern dokumentierte, zertifizierbare Luftfahrttechnik.