Anpassungsfähige Werkzeuge zum Umformen von Kunststoff und CFK

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Fastems Systems GmbH

Weil Technology GmbH

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Projektgruppe RMV

Kunststoffplatten mit universellem System umformen

Für das Spannen von Bauteilen werden wesentlich weniger Stützpunkte benötigt als für das Umformen. Die Steifigkeit der zu spannenden Bauteile hat einen entscheidenden Einfluss auf die notwendige Anzahl an Stützstellen. Aufgrund der geringen Steifigkeit von Kunststoffbauteilen und der hohen Steifigkeit von Faserverbundbauteilen verfügt das System zum Spannen von Kunststoffbauteilen im Vergleich zum Spannsystem für Faserverbundbauteile über deutlich mehr Stützpunkte. Im weiteren Verlauf werden die unterschiedlichen Ansätze detailliert vorgestellt.

Für das Umformen von Kunststoffplatten werden derzeit Formblöcke eingesetzt, die aus Materialien wie etwa Holz, PU-Schaum oder Aluminium spanend hergestellt werden. Insbesondere bei der Fertigung niedriger Stückzahlen fallen die Kosten zur Herstellung der Formblöcke stark ins Gewicht. Der Wunsch industrieller Anwender ist es daher, die bisherigen Formblöcke durch flexible Lösungen zu ersetzen, welche sie schnell, robust und einfach an neue Fertigungsaufgaben anpassen können.

Hierzu wurde von der RMV eine Anlage aufgebaut, welche die gewünschte Form über eine Vielzahl einzelner höhenverstellbarer Stäbe nachbildet. Der entwickelte Anlagenprototyp beinhaltet auf einer Fläche von 500 × 1000 mm² insgesamt 578 individuell höhenpositionierbare Stäbe. Die Anlage ist außerdem modular konzipiert, sodass die Abformfläche mit moderatem Aufwand erweitert werden kann (Bild 1).

Pfiffiges Antriebskonzept bringt den Durchbruch

Eine besondere Herausforderung war die Entwicklung eines neuartigen Antriebskonzepts zum Positionieren der Stäbe. Aus Kostengründen kann nicht jeder Stab mit einem eigenen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb bewegt werden. Stattdessen wurde ein innovatives Antriebssystem umgesetzt. Bei diesem stehen die Stäbe lose auf einer verfahrbaren Plattform, welche über einen zentralen Antrieb bewegt wird. Jeder einzelne Stab kann über eine Klemmeinheit arretiert oder gelöst werden. Die Form wird eingestellt, indem die Stäbe während des Absenkens der Plattform an der gewünschten Zielposition arretiert werden. Die verwendete Klemmeinheit ist eine Eigenentwicklung, in welcher eine selbsthemmende Mechanik und ein elektromagnetischer Schaltmechanismus integriert sind. Für diesen Schaltmechanismus ist zum Auslösen jeweils nur ein kurzer Schaltimpuls (< 25 ms) nötig. Somit fließt kein Dauerstrom und das System kann sehr energieeffizient arbeiten. Da die Ansteuerung der großen Anzahl an Klemmeinheiten über eine handelsübliche Steuerung nicht einfach möglich ist, wurde hierzu eine innovative Schaltung entworfen.

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