Aus zwei mach eins

Frimo kombiniert Thermoformen sowie Vakuumkaschieren in nur einer Anlage. Diese bietet höhere Flexibilität, kürzere Umrüstzeiten sowie geringeren Platzbedarf.

Für Baugruppen mit thermogeformten und anschließend hinterschäumten oder vakuumkaschierten Teilen hat Frimo ein neues Fertigungskonzept mit einer Kombinationsanlage realisiert, das beide Fertigungsvarianten in einer Anlage vereint.

Besonders interessant ist dieser Ansatz für Projekte, bei denen sowohl tiefgezogene Folien weiter­verarbeitet als auch Trägerteile kaschiert werden. Beispielanwendungen sind Türverkleidungen mit hinterschäumten Armauflagen sowie kaschierten Brüstungen, hinterschäumte Instrumententafel-Oberteile und kaschierte Unterseiten oder auch Mittelarmlehnen mit weichem Oberteil und kaschierten Seitenteilen.

Unterschiedliche Fertigungsverfahren erfordern im Regelfall spezifische Anlagenkonzepte. Dies bedeutet meist hohe Investitionsaufwendungen und großen Produktionsflächenbedarf für die erforderlichen Anlagen, mehr Bedienpersonal, höheren Wartungsaufwand, eingeschränkte Fertigungsflexibilität.

Für die Fertigung von Innenraumkomponenten mit dekorativen Oberflächen kommen etwa das Thermoformen oder das Vakuumkaschieren mit jeweils verschiedenen Anlagenkonzepten zum Einsatz.

So werden beim Thermoformen oder Tiefziehen in der Regel bereits genarbte Folien, meist aus TPO oder PVC, erwärmt und per Vakuum auf einem Positivwerkzeug abgeformt. Da es hier insbesondere bei komplexen 3D-Geometrien prozessbedingt zu unerwünschten lokalen Narbverstreckungen kommen kann, bietet Frimo für TPO-Materialien auch das IMG-Thermoformen (In-mould Graining) an.

Hier wird die Narbstruktur in einem Negativtiefziehprozess erst bei der Formgebung auf eine glatte Folienoberfläche übertragen. So erhält man ein perfektes Narbbild. In beiden Fällen wird die so hergestellte Dekoroberfläche in einem separaten Arbeitsschritt zum Beispiel auf einer Frimo-Schäumanlage meist mit Polyurethan hinterschäumt. Beim Vakuumkaschieren hingegen wird die genarbte Folie nach dem Erreichen der Verarbeitungstemperatur in einem Arbeitsschritt per Vakuum auf einen Träger aufkaschiert. Auch hier ist die Narbung einer ungeprägten Dekorfolie in einem IMG-Kaschierprozess möglich. Je nach Projektszenario können universell verwendbare Fertigungsanlagen eine Lösung darstellen.

Für den Bereich des Thermoformens und Vakuumkaschierens von Innenraumkomponenten hat das Unternehmen eine Kombinationsanlage entwickelt, die für unterschiedliche Fertigungsprozesse geeignet ist und sich bereits im Serieneinsatz bewährt.­ Die Herstellung thermogeformter Oberflächen sowie das Vakuumkaschieren, beide auch in narbgebender IMG-Variante, können somit in nur einer Produktionsanlage realisiert werden. Das ermöglicht eine ideal angepasste Teileproduktion.

"Der Kundennutzen liegt in der Flexibilität", freut sich Harald Noedl, Vertriebsingenieur von Frimo in Freilassing. "Abhängig von den erforderlichen Stückzahlen kann die Anlage in kurzer Zeit umgerüstet werden, bei Bedarf auch mehrmals täglich." Wenn beispielsweise verschiedene Elemente einer Baugruppe thermogeformt und andere im Kaschierverfahren produziert werden, wird bedarfsgemäß umgerüstet, damit keine großen Zwischenlagerbestände aufgebaut werden müssen. Eine neue vollautomatische Werkzeugwechselvorrichtung macht dies möglich.

Die in sechs Wartepositionen geparkten Werkzeugpakete sind sofort einsatzbereit. Die Anzahl kann je nach Bedarf erweitert werden. Zur Minimierung der Wechselzeiten werden die Werkzeuge rechtzeitig vor dem Produktionseinsatz automatisch vorgeheizt. Ein vollautomatisches Handlingsystem macht manuelle Eingriffe überflüssig, schließt dadurch Werkzeugbeschädigungen durch unsachgemäße Bedienung aus und sorgt so für eine optimale Verfügbarkeit der Werkzeuge. Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung soll laut Frimo ein Umrüsten in etwa 10 min ermöglichen.

Neben der Flexibilität und in der Folge optimaler Auslastung besticht die Kombinationslösung durch den geringeren Platzbedarf. Je nach Projektkonstellation soll eine Platzersparnis von über 50 % gegenüber zweier Einzelanlagen möglich sein. Verglichen mit sepa­raten Maschinen für das Thermoformen und Kaschieren, die häufig für die geplanten Projekte nicht wirtschaftlich ausgelastet sind, ist so ein Kombinationskonzept, auch hinsichtlich der Investitionskosten, deutlich attraktiver. Darüber hinaus wird weniger Bedien- und Wartungspersonal benötigt und der Wartungsaufwand ist deutlich geringer.

Neben der klassischen Folienabrollung in der Anlage können auch automatisch Zuschnitte erstellt werden. Für spezielle Kaschier- und Formprozesse und zur Verbesserung der Bauteilqualität kann es notwendig sein, Folienzuschnitte zu verarbeiten. Die Folienzuschnitterstellung wird nach Bedarf automatisch zugeschaltet. Die Anlage wird also generell mit Rollenmaterial beschickt. Es ist somit nicht erforderlich, die angelieferten Rollen in einem vorgeschalteten Arbeitsschritt zu schneiden, zu stapeln und später wieder zu vereinzeln.

Folienzuschnitte sind etwa erforderlich, wenn sich durch den Einsatz von nachgleitenden Rahmenelementen Bauteile in besserer Qualität und mit geringerem Materialeinsatz herstellen lassen. Dabei wird ein Zuschnitt sowohl an den Längs- als auch an den Querseiten von Zangengreifern gehalten und entsprechend der Bauteilgeometrie vorgeformt oder nachgeführt. Dies führt zu einer besseren Wanddickenverteilung, der Auszugsgrad und somit die Narbqualität werden günstig beeinflusst und eine Faltenbildung im Sichtbereich des Bauteils kann vermieden werden. Je nach Anwendung sollen, laut Herstellerangaben, Materialeinsparungen von über 10 % möglich sein.

Bei der Verarbeitung von Zuschnitten kann auf den Einsatz von Stanzmessern, die bei der Produktion von der Rolle zwingend erforderlich sind, verzichtet werden. Somit können Werkzeugkosten reduziert werden.

Kettenschienen, die der Thermoformspezialist unter anderem für eine deutliche Reduktion des Materialeinsatzes entwickelt hat, erlauben es, als Rollenmaterial zugeführte Folien je nach Bedarf in Längs- und/oder Querrichtung zu strecken, etwa um ein zu starkes Durchhängen von PVC-Folien­ auszugleichen.

Eine neu entwickelte Trägerteilvorheizung für den Kaschierprozess sorgt für die Erreichung optimaler Klebefugentemperaturen. Dazu werden die Trägerteile mittels Heißluft oder Infrarotstrahlern entsprechend vorgewärmt, um die Verklebung der Dekormaterialien mittels Hotmelt- oder Dispersionsklebern zu optimieren. Das Kernstück der kombinierten Thermoform- und Vakuum­kaschieranlage, die Folienheizung, wurde komplett neu entwickelt. An das zu verarbeitende Material angepasste Heizstrahler und eine spezielle Software führen zu einer verbesserten Qualität der Bau­teile bei gleichzeitiger Energieeinsparung.

Bei der Entwicklung der Kombianlage wurde der Fokus auf eine einfache Bedienbarkeit der Anlage­ gelegt. Dazu gehört ein High-Speed-Schiebetisch mit Kippfunktion, der ergonomisches Arbeiten und eine schnelle Bestückung und Entnahme von Bauteilen erlaubt. Das optimale Fertigungskonzept wird gemeinsam mit dem Kunden auf Basis seiner spezifischen Produktionsgegebenheiten und Projektrahmenbedingungen erarbeitet. Stehen hohe Flexibilität und möglichst geringer Einsatz von Ressourcen im Vordergrund, vereint die Kombinationslösung für Thermoformen und Vakuum­kaschieren viele Vorteile.

db