Extrem kurze Zykluszeiten in der Praxis

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Krauss Maffei zeigt auf der JEC, wie sich beim faserverstärkten Leichtbau Stückzahlen von mehr als 1 Mio. pro Jahr realisieren lassen.

Von der Idee zur serienreifen Faserverbundlösung: Auf der JEC World vom 12. bis 14. März 2019 in Paris untermauert Krauss Maffei seine Systemkompetenz für serientaugliche Prozesse. Erstmalig auf der JEC wird ein endlosfaserverstärktes Serien-Thermoplast-Leichtbauteil mit einer Stückzahl von mehr als 1 Mio. pro Jahr gezeigt. Für dessen Herstellung werden Organobleche umgeformt und hinterspritzt – und das ein einem einzigen Prozess, dem Fiberform-Verfahren. Intelligente Automation sowie eine dem Spritzgießprozess optimal angepasstes Aufheizen des Organoblechs sorgen hier für Zykluszeiten von unter 60 Sekunden.

Das nur 0,5 mm starke Organoblech gewährleistet die geforderte Steifigkeit bei geringem Eigengewicht und trägt maßgeblich zur Gewichtseinsparung bei (bis zu 4 kg/Fahrzeug). Der Spritzgießprozess unterstützt die Maßeinhaltung der Geometrie und ist für die zusätzlichen Bauteilfunktionen verantwortlich.

Dieses in der Praxis realisierte Beispiel demonstriert die Systemkompetenz  der Krauss Maffei Gruppe, die mit ihrer Spritzgieß-, Reaktions- und Extrusionstechnik alle drei Technologien aus einer Hand anbieten kann. „Wir beraten unsere Kunden prozessunabhängig und begleiten sie nachhaltig von der Idee bis zur serienreifen Faserverbundlösung. Diese Expertise sowie die weltweiten Referenzen von Serienproduktionen zeichnen uns aus“, erklärt Nicolas Beyl, President des Segments Reaktionstechnik der Krauss Maffei Gruppe.

Ein weiteres Musterbauteil, diesem aus einem Forschungsprojekt mit der TU Dresden, demonstriert den Einsatz von Recyclingmaterialien wie etwa rezyklierte Carbonfasern und Compounds. Außerdem wurde erstmals das „Schäumformen“ an einer komplexen Geometrie umgesetzt. Mit dieser Technologie lassen sich in einem One-Shot-Prozess thermoplastische Sandwichstrukturen mit faserverstärkten Decklagen herstellen.

Umformen und 2K-Spritzguss in einem Prozess

Dank einer speziellen Wendeplattentechnik lässt sich das Fiberform-Verfahre auch mit einem Mehrkomponenten-Spritzguss betreiben. In der Planet Area Automotive der JEC ist eine Mittelarmlehne für den Automobil-Innenraum zu sehen, bei der als weitere Komponente ein TPE angespitzt wird. „Durch diese Kombination lassen sich ganz neue optische und haptische Bauteileigenschaften von thermoplastischen Composites in einem Prozess realisieren. So verfügt die Mittelarmlehne dank der TPE-Komponente über eine weiche und optisch ansprechende Oberfläche der Funktions- und Sichtteile“, erklärt Dr. Mesut Cetin, Gruppenleiter Produktmanagement der Krauss Maffei Automation. Der Einsatz des Organoblechs wiederum führt zu einer höheren Steifigkeit und Festigkeit des Bauteils. Dadurch können die Versteifungsrippen und das Bauteil selbst dünnwandiger gestaltet werden, was zu einer Gewichtsreduzierung von rund 20 % und zu einer Kostenreduzierung von rund 15 % führt.

UD-Tapes clever kombiniert mit Fiberform

Um eine Prozess-Stufe vor dem Fiberform-Verfahren geht es beim UD-Tape-Legen der Krauss Maffei Berstorff, dem Spezialisten für die Extrusion. „UD-Tapes bieten zum Beispiel die Grundlage für Organobleche für das Fiberform-Verfahren. Damit untermauern wir unsere Systemkompetenz und zeigen auf der JEC, wie wir Know-how aus Extrusion und Spritzgießtechnik bündeln, um neue thermoplastische Leichtbau-Lösungen zu entwickeln“, erklärt Hilmar Heithorst, Produktmanager bei Krauss Maffei Berstorff.

Krauss Maffei Berstorff arbeitet bei der Entwicklung der UD-Tape-Herstellung eng mit dem Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und –Verarbeitung PAZ in Schkopau zusammen. Hier steht seit 2017 eine neue UD-Tape-Anlage, die größte Schmelzimprägnieranlage der Welt. Die UD-Tape-Anlage erlaubt eine Herstellungsgeschwindigkeit von bis zu 20 m/min  bei Verarbeitungstemperaturen bis 350 °C.

Pultrusion erobert neue Märkte

Weiteres Highlight auf dem Krauss Maffei Stand ist die Präsentation der iPul-Technik der Krauss Maffei Reaktionstechnik. Mit dieser Technik hat das Unternehmen neue Maßstäbe bei der Pultrusion, dem kontinuierlichen Strangziehen von faserverstärkten Profilen und Rundstäben, gesetzt. Die iPul-Anlage erlaubt bis zu zweimal schnellere Geschwindigkeiten im Vergleich zu üblichen Wannenverfahren.

„Mit der iPul-Anlage haben wir den Puls der Zeit getroffen. Großes Interesse weckt die neue Technik in der Bauindustrie, etwa für Fensterprofile oder Bewehrungsstäbe in Beton. Hier erhielten wir unlängst einen Serienauftrag für ein größeres Projekt in Russland“, erklärt Philipp Zimmermann, Leiter der Business Unit Composites/Surfaces bei Krauss Maffei. Aber auch die Automobilindustrie und die Energie- und Stromversorgung bieten viel Potenzial. Schließlich erlaubt die iPul-Technik eine kosteneffiziente Produktion von Faserverbundprofilen, und das bei geringen Investitionen in Anlagen und Werkzeug. „Attraktiver wird der Leichtbau nicht mehr werden“, erklärt Zimmermann.

mg

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