Integrierte Innovationen machen Faserverbund-Leichtbau wirtschaftlicher

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Startschuss für die Serienfertigung von Organomelt

Einen Schwerpunkt bildete die Verarbeitung und Funktionalisierung von thermoplastischen endlosfaserverstärkten Halbzeugen (Organo-blechen) im Engel-Organomelt-Verfahren. In der Automobilindustrie werden in Kürze die ersten größeren Serienanwendungen dieser im Technologiezentrum für Leichtbaucomposites von ENGEL entwickelten und für die Serie optimierten Technologie starten. ENGEL belieferte hierfür zwei namhafte Tier-Supplier mit einer integrierten Anlage. Für die Automobilindustrie ist diese Technologie nicht zuletzt aufgrund ihres thermoplastischen Ansatzes interessant, der sowohl ein Recycling von Produktionsabfällen als auch End-of-Life-Bauteilen wesentlich vereinfacht.

Beide jüngst ausgelieferten Anlagen machen zwei Trends deutlich. Zum einen die zusätzliche Integration der insert Technologie. So werden bei einer der beiden Anwendungen eine große Anzahl an Metalleinlegeteilen direkt im organomelt Prozess umspritzt. Und zum anderen die Verarbeitung von dünnwandigen Organoblechen mit Wanddicken von 0,5 bis 0,6 mm, die andere Anforderungen an den Prozess stellen als dickere Materialien. Die erwärmten Halbzeuge müssen besonders schnell weiterverarbeitet werden, damit sie bis zum Umformen nicht zu stark abkühlen. Engel hat gezielt hierfür einen vertikalen IR-Ofen entwickelt, der direkt oberhalb der Schließeinheit der Spritzgießmaschine Platz findet. Mit dem Angebot sowohl vertikaler als auch horizontaler IR-Öfen in unterschiedlichen Größen deckt Engel das gesamte Anforderungsspektrum der Verarbeitung von Organoblechen ab.

Eigene Legezelle für die Applikation der Tapes

Beide Ofen-typen stammen aus der eigenen Entwicklung und Fertigung und lassen sich deshalb – ebenso wie die Handlingroboter von Engel – in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschinen und Pressen vollständig integrieren. Dies bedeutet, dass die Anwender zentral von der Steuerung der Maschine aus den kompletten Verarbeitungsprozess überwachen und regeln können und Maschine, Roboter und IR-Ofen ihre Arbeitsabläufe im Sinne einer maximalen Effizienz automatisch aufeinander abstimmen.

Neben den seit langem erhältlichen Organoblechen gewinnen thermoplastische Tapes mit einer Verstärkung aus Glas- oder Carbonfasern an Bedeutung. Üblicherweise haben Tapes eine Dicke von nur 0,14 bis 0,3 mm, was für die wenigsten Anwendungen ausreicht. Es werden deshalb Layups aus bis zu 20 Tapelagen aufgebaut, deren Gestaltung Teil der Bauteilkonstruktion ist. Für das Tapelegen, also den Aufbau der Layups unmittelbar vor dem Spritzgießprozess hat Engel eine eigene Legezelle nach dem Pick-&-Place-Prinzip konzipiert, die im Takt des Spritzgießprozesses arbeitet. Engel bringt die Technologie auch selbst zum Einsatz. Die Roboter der e-pic-Baureihen besitzen einen Carbonarm in Leichtbauweise, der im Roboterwerk von Engel in Dietach, Österreich, nach diesem neuen Verfahren produziert wird. Durch die innovative Fertigungstechnologie konnte das Gewicht der Roboter-Rotationsachse um 37 % reduziert werden, was dem Roboter eine deutlich höhere Dynamik und mehr Energieeffizienz verleiht.

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