Fiberform trifft Mehrkomponenten-Technik

Premiere feierte auf der NPE in Orlando bei Krauss Maffei die Kombination einer Fiberform-Anwendung mit Mehrkomponententechnik.

Das von Krauss Maffei entwickelte Fiberform-Verfahren kombiniert das Thermoformen von Organoblechen und das Spritzgießen in einem Prozess. Das Ergebnis sind besonders leichte und zugleich mit einem hohen Festigkeitsniveau versehene faserverstärkte Kunststoffbauteile, die vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt werden.

Dass sich das Fiberform-Verfahren auch mit dem Mehrkomponenten-Spritzgießen effizient verbinden lässt, zeigte Krauss Maffei auf der NPE. Hier produzierte eine GXW 450-2000/1400 Spinform mit Wendeplattentechnik eine Mittelarmlehne für den Fahrzeuginnenraum. Ein 1 mm dickes endlosfaserverstärktes Organoblech wurde zunächst mit Polypropylen (PP) umspritzt und anschließend direkt mit einem thermoplastischen Elastomer (TPE) überspritzt.

"Durch diese Kombination lassen sich ganz neue optische und haptische Bauteileigenschaften von thermoplastischen Composites in einem Prozess realisieren. So verfügt die auf der NPE produzierte Mittelarmlehne dank der TPE-Komponente über eine besonders weiche und optisch ansprechende Oberfläche der Funktions- und Sichtteile, was den Komfort und die Optik im Fahrzeuginterieur erhöht", so Paul Caprio, President Krauss-Maffei Corporation.

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 eine Gewichtsreduzierung mit sich bringt. Großes Potenzial für die Kombination aus Fiberform und die Mehrkomponententechnik sieht der Münchner Maschinenbauer zum Beispiel im Fahrzeugbau für semistrukturelle Leichtbaukomponenten im Interieur oder zwischen Fahrgastzelle und Motorraum.

Hohe Stückzahlen sind eine der Stärken der Fiberform-Technologie. Daher hat sich Krauss Maffei bei der Auswahl der passenden Mehrkomponenten-Technologie für die Wendeplattentechnik Spinform entschieden, die im Vergleich zu anderen Technologien wie Drehtisch, Indexplatte oder Schiebetisch zahlreiche Vorteile bietet. So lassen sich durch den Einsatz von zwei Trennebenen doppelt so viele Kavitäten bei gleicher Schließkraft realisieren.

Da zwischen dem vertikalen Holmpaar gedreht wird, bietet die Spinform-Technologie viel Platz auch für große Werkzeuge und ist damit ideal für die Produktion von großflächigen oder mehreren Bauteilen. Darüber hinaus erlaubt die Technologie die Integration von Sonderverfahren wie das Prägen.

Durch eine intelligente Automationslösung und eine dem Spritzgießprozess angepasste Aufheiztechnologie wird in dieser Mehrkomponenten-Anwendung Zykluszeiten von unter 60 s erzielt: Das Organoblech wird zunächst über ein einfaches Schubladensystem in die Produktionszelle übergeben. Für eine positionsgenaue Übergabe an das Werkzeug erfolgt eine optische Inspektion des Organoblechs.

Damit wird gewährleistet, dass nur einwandfreie Halbzeuge an den Einlegeroboter, ein Industrieroboter IR 600 R3000 K/S, übergeben und diese vom Roboter immer gleich aufgenommen werden. Anschließend wird das Organoblech in der Infrarot-Heizstation beidseitig aufgeheizt und vertikal an das Werkzeugsystem übergeben.

"Die Infrarot-Heizstation befindet sich direkt über der Werkzeug-Trennebene. Dadurch konnten wir die Transferzeit des Organoblechs noch einmal reduzieren und die Gesamtzykluszeit minimieren", erklärt Dr. Mesut Cetin, Produkt- und Projektmanager Leichtbau der Krauss Maffei Automation. #8232;Im ersten Zyklusschritt werden nun auf der einen Seiten der Wendeplatte mit der ersten Spritzgießeinheit die Grundkomponenten der Mittelarmlehne hergestellt (Ober- und Unterschale).

Die Oberschale entsteht durch die Umspritzung des Organoblechs mit PP, wohingegen die Unterschale aus reinem PP urgeformt wird. Für den zweiten Zyklusschritt dreht sich die Wendeplatte und es erfolgt ein Überfluten der Bauteile mit TPE mit der zweiten Spritzgießeinheit. Während die Oberschale (Sicht- und Funktionsfläche) vollflächig mit TPE geflutet wird, wird die Unterschale punktuell geflutet.

Anschließend erfolgt die Bauteilentnahme (Ober- und Unterschale) über den zweiten Industrieroboter, ein IR 600 R2030 F/K. "Das Aufheizen der Organobleche und die Entnahme der Bauteile erfolgen parallel, die einzelnen Prozessschritte werden also zeitlich voneinander entkoppelt. Das spart wiederum Zykluszeit", so Cetin.

sk