Handhabungstechnik Greifer für automatisierte Fertigungsschritte in der CFK-Verarbeitung

Zykluszeiten bei der Verarbeitung von CFK sind kurz. Um Bauteile auch in großen Stückzahlen kostengünstig herzustellen, müssen Produktionsprozesse stärker automatisiert werden. Spezifische Greifer können Materialien und Bauteile in den verschiedenen Prozessstufen sicher transportieren.

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Vor dem Hintergrund begrenzter Rohstoff- und Energieressourcen gewinnt der Leichtbau zunehmend an Bedeutung. Innovationstreiber sind die Luft- und Raumfahrt sowie die Automobilindustrie, die durch den Verbau von Elementen aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) Gewicht einsparen und damit Kraftstoff und Emissionen reduzieren.

CFK hat einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkstoffen: Er ist leicht, dennoch stark belastbar, verfügt über eine hohe Steifigkeit und Festigkeit, er ist resistent gegen Säuren, Korrosion und Temperaturschwankungen. CFK ist jedoch aufwendig in der Verarbeitung – Fertigungs- und Durchlaufzeiten sind hoch. Deshalb werden CFK-Elemente bislang vorwiegend in Kleinserien und Prototypen verbaut. Um sie auch in großen Stückzahlen kostengünstig herzustellen, ist es zwingend erforderlich, Produktionsprozesse stärker zu automatisieren.

Beim Ablegen der CFK-Zuschnitte kommt es aufs exakte Positionieren an

Der erste Automatisierungsansatz ergibt sich bereits beim Zuschnitt der CF-Textilien: Die ein- oder mehrlagigen Zuschnitte werden vom Schneidetisch aufgenommen und zur Zwischenlagerung aufgestapelt. Entscheidend dabei ist, dass die porösen Textilien nicht beschädigt werden und dass insbesondere der empfindliche Faserverlauf nicht beeinträchtigt wird.

Im nachfolgenden Prozessschritt werden die vorsortierten Zuschnitte aufgenommen und zu Lagenpaketen aufgestapelt, um anschließend zum Preform zusammengefügt zu werden. Hier kommt es vor allem auf das exakte Positionieren und dynamische Ablegen der Zuschnitte an. Die Lösung der diffizilen Handhabungsaufgabe in den genannten Prozessschritten löst der Vakuumtechnikproduzent J. Schmalz mit den Spezialgreifern SCG (Schmalz Composite-Greifer) und SNG (Schmalz Nadelgreifer).

Composites-Greifer verbrauchen wenig Druckluft trotz hoher Leistung

Der Composite-Greifer SCG ist eine anschlussfertige, kompakte Greifeinheit mit integrierter Vakuumerzeugung. Durch den hohen Volumenstrom werden die porösen Textilien sicher gegriffen. Die große Saugfläche mit den exakt definiert nebeneinander liegenden Saugöffnungen verhindert zum einen, dass Beschädigungen am CF-Zuschnitt auftreten. Zum anderen ermöglichten sie einen schnellen Aufbau des Vakuums für dynamische Handhabungszyklen.

Trotz hoher Leistung verbraucht der SCG nur wenig Druckluft und sorgt dafür, dass die Betriebskosten niedrig bleiben. Der SCG ist mit Saugflächen von 40 und 60 mm Durchmesser erhältlich. Die Greifer sind wahlweise axial oder seitlich angebunden.

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