Laser erhöht Effektivität der Tapewickelverfahren

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Schages GmbH & Co.KG

Renishaw GmbH

Sowohl beim Tapewickeln als auch beim Tapelegen wird das zu verarbeitende Ausgangsmaterial (Prepreg) zusammen mit dem im vorherigen Prozessschritt bereits abgelegten Material (Substrat) durch Energieeintrag in den Zwickelbereich aufgeschmolzen. Anschließend werden das einlaufende Prepreg und das Substrat zusammengedrückt und so während des Erstarrens der Schmelze zu einem Bauteil verbunden.

Schnelle Leistungsanpassung verbessert energetisches Dosieren

Der Laser kann im Bereich von wenigen Millisekunden angesteuert werden. Damit ist eine sehr schnelle Anpassung der Laserstrahlleistung möglich, weshalb sich die in das Prepregmaterial eingebrachte Energie exakt dosieren lässt. Zusätzlich zur energetischen Dosierung kann der Laserstrahl den Wärmeeintrag örtlich genau begrenzen. Dazu wird die Strahlenergie nur auf das zu erwärmende Prepregmaterial gerichtet.

Vorteil dabei ist, dass nahezu die komplette Strahlleistung zur Erwärmung des Prepregmaterials genutzt werden kann. Dieser Vorteil lässt sich für sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten nutzen. Außerdem minimiert der zielgerichtete Wärmeeintrag die thermische Belastung der angrenzenden Anlagentechnik, was die mechanischen und elektrischen Elemente sowie die Sensoren schont. Im Vergleich zu anderen Heizverfahren wird ein exzellenter Wirkungsgrad erreicht.

Die AFPT GmbH, Dörth, entwickelt kleine kompakte Ablegesysteme für das Wickeln und Legen. Verarbeitet werden einzelne Prepregbänder. AFPT konzipiert aber auch sogenannte Multitapelegesysteme zur Verarbeitung mehrerer Prepregbänder, was sehr hohe Ablegeraten ermöglicht. Die grundlegenden Funktionen, die sowohl kompakte als auch große Ablegesysteme erfüllen müssen, sind die Bevorratung, Zuführung, Konfektionierung, Konsolidierung und das Aufschmelzen des abzulegenden Materials sowie das Erfassen und Steuern aller relevanten Prozessparameter.

Die von AFPT entwickelten Ablegesysteme können an Knickarmrobotern, Portalrobotern oder andere Handhabungssystemen angebracht werden. Die Integration in eine übergeordnete Steuerung ist aufgrund der autarken Steuerung der Tapelegesysteme problemlos möglich.

Wirtschaftliches Anlagenkonzept zur Herstellung von Druckbehältern

Außer Halbzeugen und Funktionsteilen wie Rohren, Ringen und Zylindern sind vor allem Druckbehälter eine Produktklasse, die sich im laserunterstützen Wickelverfahren wirtschaftlich herstellen lassen. Für diese Produktklasse hat AFPT ein Anlagenkonzept entwickelt und umgesetzt, das geometrisch komplexe Bahnbewegungen beim Wickeln thermoplastischer Druckbehälter ermöglicht.

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