Die holmlose victory Spritzgießmaschine bietet bei der Herstellung von thermoplastischen Composite-Bauteilen in vielen Anwendungen Zeit-, Platz- und Kostenvorteile (Bild: Engel)
30.03.2022 Bauteile einfach funktionalisieren
Mit dem Engel Organomelt-Verfahren werden Organobleche und UD-Tapes nicht nur umgeformt, sondern im selben Arbeitsschritt im Spritzguss funktionalisiert. Dabei können auch Dichtfunktionen in den Bauteilen realisiert werden.
Hauptbestandteil der Fertigungszelle, die auf der JEC World 2022 (03. - 05. Mai 2022 in Paris) Demonstrationsbauteile aus endlosfaserverstärktem Polyamid (PA) produziert, ist eine holmlose Engel victory 200/50 Spritzgießmaschine, die mit einem Engel viper 12 Linearroboter für das Handling der Halbzeuge und Fertigteile und einem doppelseitigen, vertikalen IR-Ofen von Engel ausgerüstet ist. Sie wird vom Brightlands Materials Center zur Verfügung gestellt, einem auf die Industrie ausgerichteten niederländischen Forschungs- und Entwicklungszentrum für nachhaltige Polymermateriallösungen. Die Composite-Blanks werden im IR-Ofen erwärmt, ins Werkzeug eingelegt, dort umgeformt und mit PA umspritzt. Das Aufheizen der Faserverbundhalbzeuge ist einer der zykluszeitbestimmenden und qualitätsrelevanten Prozessschritte beim Verarbeiten von faserverstärkten Halbzeugen mit thermoplastischer Matrix. Von deren Dicke hängen die Aufheizdauer und die Abkühlzeit ab. Wichtig sind ein schnelles und materialschonendes Aufheizen sowie kurze Wege für den Transport der aufgeheizten Halbzeuge zum Formgebungswerkzeug (Hot Handling). Engel bietet seine IR-Öfen aus der eigenen Entwicklung und Produktion deshalb in verschiedenen Ausführungen – sowohl horizontal als auch vertikal – an und platziert sie in der Fertigungszelle in unmittelbarer Werkzeugnähe. Sie sind ebenso wie die Roboter vollständig in die CC3 00 Steuerung der Spritzgießmaschine integriert und zentral über das Maschinendisplay bedienbar.
Die Fertigungszelle auf der JEC nutzt das große Effizienzpotenzial der Holmlostechnik für den Organomelt-Prozess aus. Der größte Vorteil der victory Maschine für diese Anwendung liegt im sehr schnellen Hot Handling. Der barrierefreie Zugang zum Werkzeugraum macht es möglich, den IR-Ofen noch näher am Werkzeug zu platzieren, als dies bei Spritzgießmaschinen mit Holmen möglich ist. Zudem kann der Roboter direkt auf kürzestem Weg vom Ofen aus das Werkzeug erreichen. Auf diese Weise lassen sich auch sehr dünne Halbzeuge verarbeiten.
Die im Organomelt-Verfahren produzierten Composite-Bauteile vereinen ein besonders geringes Gewicht mit sehr guten Crasheigenschaften. Die Technologie, die in der Automobilindustrie bereits in Serie läuft, eignet sich sowohl für Organobleche als auch für unidirektional (UD) glas- und/oder carbonfaserverstärkte Tapes mit thermoplastischer Matrix. Die rein thermoplastische Materialbasis ermöglicht effiziente und vollständig automatisierte Herstellungsprozesse, da sich z.B. Versteifungsrippen oder Montageelemente unmittelbar nach dem Umformen im selben Prozessschritt direkt anspritzen lassen. Dies könnte man auch auf Bauelemente mit Dichtfunktion übertragen. Gleichzeit leistet das Organomelt-Verfahren einen Beitrag zur Nachhaltigkeit, denn der konsequent thermoplastische Ansatz ist die Voraussetzung, Recyclingkonzepte für Composite-Bauteile zu entwickeln.
ENGEL auf der JEC World 2022: Halle 5, Stand N79
Brightlands Materials Center: Halle 5, Stand E80+82
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