Beim Handlaminat sieht die Laminiererin jede Luftblase. Beim RTM-Verfahren ist die Form zu, sobald der Prozess beginnt: Zwei Werkzeughälften pressen die trockene Preform zusammen, Harz wird eingespritzt, und was danach zwischen den Stahlplatten passiert, bleibt unsichtbar. Erst das entformte Bauteil verrät, ob es gut lief. Genau hier setzt an, was die Branche „RTM 4.0“ nennt – der Versuch, diese Blackbox mit Messtechnik zu öffnen.
Bei der Vakuuminfusion ist die Lage nur halb so unübersichtlich: Die Fließfront lässt sich unter der Folie noch mitverfolgen, die Vernetzung darunter nicht. Dieselbe Messtechnik kommt deshalb auch dort zum Einsatz – unter dem englischen Stichwort „Cure Monitoring“, der laufenden Überwachung der Aushärtung.
Was im geschlossenen Werkzeug unsichtbar bleibt
Im geschlossenen Werkzeug entscheiden drei Dinge über Erfolg oder Ausschuss, und keines davon ist von außen zu erkennen. Erstens die Fließfront: Wo genau steht das Harz gerade? Läuft es an einer Kante voraus und schließt dabei Luft ein, entsteht eine trockene Stelle, die man später aufwendig sucht. Zweitens der Aushärtezustand: Wann ist das Harz so weit vernetzt, dass sich die Form öffnen lässt, ohne das Bauteil zu verziehen? Wer hier zu lange wartet, verschenkt Taktzeit; wer zu früh entformt, produziert Ausschuss. Drittens die Faserlage – ob der Harzstrom die Preform lokal verschoben hat.
In der Praxis wird das bis heute meist über Erfahrungswerte gelöst: Eine einmal eingefahrene Rezeptur aus Einspritzmenge, Temperatur und Haltezeit wird beibehalten, mit großzügigem Sicherheitszuschlag. Das funktioniert, solange nichts schwankt. Ändert sich aber die Chargenreaktivität des Harzes, die Hallentemperatur oder die Preform-Kompaktierung, arbeitet der Prozess an einem Fenster vorbei, das niemand sieht.
Die Sensoren, die den Prozess sichtbar machen
Es haben sich mehrere Messprinzipien etabliert, die sich gut ergänzen – jedes beantwortet eine andere Frage.
| Messprinzip | Was es erfasst | Typische Einschränkung |
|---|---|---|
| Dielektrisch (kapazitiv oder resistiv) | Fließfront und Aushärtegrad in einem: Die elektrischen Eigenschaften des Harzes ändern sich mit Viskosität und Vernetzung | Sensor sitzt in der Werkzeugoberfläche und hinterlässt eine Markierung; Kalibrierung je Harzsystem nötig |
| Ultraschall (Phased Array) | Fließfront ortsaufgelöst, auch durch die Werkzeugwand hindurch | aufwendige Ankopplung und Auswertung; hoher Datenanteil |
| Drucksensoren in der Kavität | Einspritz- und Kompaktierdruck über die Zeit, Werkzeugatmung | misst punktuell, sagt nichts über den Aushärtegrad |
| Temperaturfühler | Werkzeug- und Bauteiltemperatur, exotherme Reaktionsspitze | träge gegenüber der schnellen Vernetzung; nur indirekter Rückschluss |
| Optische Fasern (im Laminat) | Dehnung und Temperatur, auch über die Lebensdauer hinweg | bleiben im Bauteil; Aufwand und Kosten je Bauteil |
Die dielektrische Messung ist dabei am weitesten verbreitet, weil ein einziger Sensor zwei Fragen beantwortet: Er meldet, wann das Harz ihn erreicht – und danach, wie weit die Vernetzung fortgeschritten ist. Das britische National Composites Centre hat kapazitive Sensoren erprobt, die die Permittivität im umgebenden Medium auswerten und dabei sowohl den ankommenden Harzfluss als auch die anschließende Aushärtung zuverlässig erkennen.
Solche Sensoren kommen von spezialisierten Anbietern. Synthesites erfasst gleichspannungsbasiert (DC) über kleine Werkzeugsensoren den spezifischen elektrischen Widerstand und die Temperatur des Harzes und war 2026 erneut Finalist beim JEC Composites Innovation Award; NETZSCH führt die wechselspannungsbasierte Variante desselben Prinzips als dielektrische Analyse (DEA) und bietet dafür ebenfalls Sensoren für den Werkzeugeinbau an. Beide erfassen denselben Vorgang, nur über verschiedene Messgrößen: die eine Variante über den Widerstand, die andere über die Kapazität. Bei entsprechender Kalibrierung lässt sich aus dem Signalverlauf zusätzlich die erreichte Glasübergangstemperatur abschätzen – eine Größe, an der abzulesen ist, wann das Bauteil wirklich fest ist.
Am Purdue CMSC, das die Technik gemeinsam mit Synthesites erprobt, verfolgen Flusssensoren die Harzankunft und die Temperatur an mehreren kritischen Stellen des Bauteils, während Aushärtesensoren die Vernetzung an den beiden Hauptstellen Harzeinlass und Harzauslass erfassen – nicht nur, um zu beobachten, sondern um zu regeln. Auf ein Harzsystem festgelegt ist die Messtechnik dabei nicht – sie trägt von klassischen Duroplasten bis zu reaktiven Thermoplasten wie Elium –, und auf ein Verfahren ebenso wenig: Autoklav und Prepreg gehören ebenso dazu wie RTM. Was sich ändert, ist die Kalibrierung, nicht das Prinzip.
Was die Messung konkret bringt – Zahlen aus einem Versuch
Wie viel Genauigkeit dabei herausspringt, zeigt eine Untersuchung zur Fließfront-Überwachung im Hochdruck-RTM mit Phased-Array-Ultraschall. Das Werkzeug war auf 80 °C vorgeheizt, das Harz auf rund 45 °C temperiert, die Füllzeit lag bei 149 ± 2 Sekunden bei 30 Gramm pro Sekunde Massedurchsatz, die Aushärtung bei 30 Minuten. Die Fließfront ließ sich mit einer räumlichen Auflösung von 0,85 Millimetern verfolgen, bei zehn Messungen pro Sekunde; das Eintreffen des Harzes zeigte sich als Amplitudenabfall von rund neun Prozent.
Entscheidend ist aber, was mit diesen Daten passierte: Sie flossen zurück in die Füllsimulation. Weil sich damit die lokalen Faservolumengehalte in Kanten, Ecken und Seitenwänden nachjustieren ließen, sank die Abweichung zwischen Simulation und Messung von 3,3 bis 8,4 Sekunden auf im Mittel 2,25 Sekunden – eine Verbesserung der Simulationsgüte um rund 70 Prozent. Das ist der eigentliche Hebel: Nicht die Messung allein, sondern die Rückkopplung in das Modell, mit dem das nächste Werkzeug ausgelegt wird.
Vom Messen zum Regeln
Messen ist die eine Stufe, Eingreifen die nächste. Ein geschlossener Regelkreis nutzt die Sensordaten, um den laufenden Prozess anzupassen, statt nur zu protokollieren:
- Anguss schließen, sobald die Sensoren melden, dass die Kavität gefüllt ist – statt nach fester Zeit
- Temperatur oder Druck nachführen, wenn eine Charge träger reagiert als die vorherige
- Entformen, sobald der gemessene Aushärtegrad erreicht ist, statt nach pauschaler Haltezeit – beim Light-RTM ist das ein unmittelbarer Zeitvorteil
- Bauteile automatisch kennzeichnen, deren Kurvenverlauf vom Referenzprozess abweicht
Der letzte Punkt wird oft unterschätzt: Wer für jedes Bauteil eine gemessene Prozesskurve hat, braucht am Ende weniger zerstörende Stichproben, weil die Qualität nicht mehr nur am Stichprobenumfang hängt, sondern am dokumentierten Verlauf. In regulierten Branchen wie der Luftfahrt ist das ein Argument, das schwerer wiegt als jede Sekunde Taktzeit.
Wie weit ist das in der Praxis?
Der sichtbarste Beleg ist das Projekt „Smart & Sustainable RTM 4.0“ (SAUBER 4.0) unter Federführung des Composite Technology Center in Stade, einer Airbus-Tochter, gemeinsam mit Airbus Operations und einem breiten Konsortium aus Forschung und Anlagenbau – darunter das Faserinstitut Bremen, das DLR, Fraunhofer IFAM und IWU, KraussMaffei, Siemens und Teijin Carbon Europe. Das Vorhaben wurde 2026 mit einem JEC Composites Innovation Award in der Kategorie „Aerospace – Process“ ausgezeichnet. Wie dort ein induktiv beheiztes Invar-Werkzeug den Autoklaven ersetzt, steht ausführlich im Dossier zu intelligenten, temperierten Werkzeugen.
Für den Alltag im kleineren Betrieb gilt trotzdem: Der Einstieg beginnt nicht bei der vollvernetzten Anlage, sondern bei zwei Thermofühlern und einem Datenlogger. Wer Werkzeug- und Bauteiltemperatur über den ganzen Zyklus aufzeichnet, sieht die exotherme Spitze und erkennt, ob die Haltezeit überhaupt zum Harz passt – und hat damit schon mehr Prozesswissen als der Betrieb nebenan.