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Preform-Applikation

Binderapplikation für biegeweiche Materialien

| Autor / Redakteur: Jan Franke, Klaus-Dieter Thoben, Martin Rolbiecki, Tim Schmohl, Jan-Hendrik Ohlendorf, Lars Ischtschuk / Peter Königsreuther

Die Bindereinheit kann als Werkzeug an einen Knickarmroboter gekoppelt werden, der kopfüber hängend von einem Portalroboter geführt wird. So erreicht das System auch schwer zugängliche Bereiche.
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Die Bindereinheit kann als Werkzeug an einen Knickarmroboter gekoppelt werden, der kopfüber hängend von einem Portalroboter geführt wird. So erreicht das System auch schwer zugängliche Bereiche. (Bild: BIK)

Ungebrochen ist der Ruf nach mehr Energie aus nachhaltigen Quellen wie der Windkraft. Um die Nachfrage an Rotoren in Zukunft zu decken, müssen die Fertigungsverfahren rationalisiert werden. Ein Beispiel dafür ist die Versorgung mit endkonturnahen Preforms für eine produktivere Formbelegung.

Für einen erfolgreichen Ausbau der Windenergie ist die Automatisierung der bisher angewandten Fertigungsverfahren unabdingbar. In dem vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Verbundprojekt namens mapretec (www.mapretec.de) arbeitet das Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK) der Universität Bremen gemeinsam mit Partnern aus der Rotorblattindustrie und deren Zulieferern an einer neuartigen Herangehensweise zur automatisierten Preformfertigung von Rotorblattkomponenten aus Faserverbundkunststoffen (FVK). Entgegen der händischen Fertigung wird das trockene Textil nicht direkt in die Rotorblattform drapiert, sondern zunächst auf einer horizontalen Ebene abgelegt. Im Anschluss an die exakte Positionierung einzelner textiler Zuschnitte wird das gesamte Lagenpaket durch eine dreidimensionale Verformung in eine endkonturnahe Lage überführt. Ziel dieser Anstrengungen ist die Entwicklung eines materialschonenden Prozesses zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Preforms.

Denn durch eine parallel zur Formbelegung laufende Preformfertigung kann eine erhebliche Einsparung der Formbelegungszeiten erreicht werden, indem die Preforms als Einlegepaket, beispielsweise im sogenannten Flanschbereich, eingesetzt werden. Zusätzlich soll die durch die Automatisierung gesteigerte Bauteilqualität zu einer ökonomischeren Anwendung der verwendeten Halbzeuge beitragen und so eine effizientere Ausnutzung des Leichtbaupotenzials von FVK ermöglichen [1].

Branchenspezifische Vorgabenverlangen diverse Binderfunktionen

Bei der heutigen Produktion von FVK kommen verschiedene Bindertechnologien zur Fixierung der einzelnen Textillagen zum Einsatz. Dabei ist je nach Anwendungszweck zwischen verschiedenen Binderfunktionen zu unterscheiden: In der Automobil- und Luftfahrtindustrie mit ihren hohen Bauteilstückzahlen werden heutzutage bereits endkonturnahe Preforms eingesetzt. Die Bindertechnologie muss daher in der Lage sein, einen aus mehreren einzelnen Textillagen bestehenden Preform in einer dreidimensionalen Kontur zu fixieren. Durch den flächigen Auftrag des Bindersystems ist der 3D-Preform transportierbar und kann in weiteren Fertigungsschritten konsolidiert werden. Die Rotorblatthersteller sind im Gegensatz dazu während der Formbelegung darauf angewiesen, die teilweise sehr langen textilen Bahnen, insbesondere in den nahezu senkrechten Bereichen, am Formwerkzeugrand zu fixieren, um ein Abrutschen der Textillagen zu verhindern.

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