Kunststoffverarbeitung Anpassungsfähige Werkzeuge zum Umformen von Kunststoff und CFK

Häufig ist es umständlich und ineffizient, dass Umformwerkzeuge oder Spannsysteme für nachfolgende Zerspanungsprozesse von Kunststoff- oder CFK-Komponenten nur für eine Bauteilgeometrie einsetzbar sind. Forscher arbeiten deshalb an anpassungsfähigen Varianten, die einen Werkzeug- oder Spannmittelwechsel vermeiden.

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Fastems Systems GmbH

Weil Technology GmbH

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Projektgruppe RMV

Deutschlands verarbeitende Industrie hat sich momentan einem turbulenten Marktumfeld zu stellen. Die Treiber Globalisierung, Ressourcenverknappung und Dynamisierung des Wettbewerbsumfeldes verursachen diese Situation. Indikatoren für diese Beschleunigung sind die zunehmende Individualisierung der Produkte und die Verkürzung der Produktlebenszyklen. Eine Roland-Berger-Studie zu diesem Thema zeigt die Verdoppelung der Produktvarianten im Maschinenbau und die Reduktion der durchschnittlichen Produktlebensdauer um circa 20 % für den Zeitraum 1997 bis 2012.

Flexible Werkzeuge erweitern die Möglichkeiten der Fertigung

Form- und Spannwerkzeuge weisen prozessbedingt eine große Abhängigkeit von der geometrischen Ausprägung des zu produzierenden Produktes auf. Daher werden sie zumeist kunden- und produktindividuell hergestellt und sind somit sehr investitionsintensiv. Durch die genannten Rahmenbedingungen sinken die zu fertigenden Losgrößen und die bauteilspezifischen Werkzeugkosten steigen.

Um zukünftig weiterhin wirtschaftlich fertigen zu können, ist die Entwicklung flexibler Form- und Spannwerkzeuge notwendig, welche für die Fertigung einer Vielzahl unterschiedlichster Produkte geeignet sind.

An der Fraunhofer-IWU-Projektgruppe für ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen (RMV) in Augsburg wurde der aufgezeigte Trend frühzeitig erkannt. Die Forscher arbeiten seit Längerem gemeinsam mit dem iwb-Anwenderzentrum Augsburg, einer Technologietransferstelle des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München, daran, automatisierte und flexible Werkzeuge zu entwickeln. Im weiteren Verlauf werden vier Anlagenprototypen ausführlich dargestellt. Diese Prototypen basieren alle auf dem gleichen Prinzip. Bei diesem Prinzip wird die Wirkfläche über diskrete Niveaus abgebildet. Es gibt jedoch anwendungsspezifische Unterschiede zwischen den Lösungen. Ein flexibles Formwerkzeug ermöglicht das Umformen von Kunststoffplatten. Auf dieser Anlage können großflächige Kunststoffbauteile umgeformt werden. Um eine möglichst stetige Formgebung zu erreichen, wurde eine möglichst hohe Anzahl an Stützpunkten realisiert. Auch bei dem flexiblen Umformwerkzeug für das Tiefziehen von Folien in Verpackungsmaschinen wurde eine große Anzahl an Stützstellen umgesetzt. Aufgrund der kleineren Abmessung werden insgesamt jedoch weniger Stützpunkte benötigt. Zwei weitere flexible Werkzeugsysteme adressieren das Spannen von Kunststoff- und Faserverbundbauteilen.

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