Leichtbau ist Schwergewicht in Sachen Effizienz

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Verbundprojekt will 20 % der Energie in der Herstellung einsparen

Das im Verbundprojekt entwickelte Verfahren soll 20 % Energie gegenüber der bisherigen Herstellung einsparen, zudem wird eine Gewichtsreduktion der produzierten Komponenten um 10 % erwartet. Anhand eines Automobilrücksitzes sollen die Einsparmöglichkeiten von Effi Press Or demonstriert werden. Über die Pkw-Produktion hinaus kann das innovative Herstellungsverfahren bei Bauteilen für Branchen wie Luftfahrt und Transportwesen eingesetzt werden.

Die Partner des Projektes Effi Press Or sind:

Christian Karl Siebenwurst Modell- und Formenbau GmbH & Co. KG, Dietfurt

Extruder Experts GmbH & Co. KG, Monschau

Institut für Verbundwerkstoffe GmbH, Kaiserslautern

Jacob Composite GmbH, Wilhelmsdorf

Reis Extrusion GmbH, Merzenich

Simpa Tec Simulation & Technology Consulting GmbH, Aachen

Formvollendete Effizienz für die Kunststoffverarbeitung

Wenn es um die Produktion von großflächigen Bauteilen geht, ist die Herstellung der entsprechenden Formen aus Kunststoff mit vergleichsweise kleiner Stückzahl ein Kostenverursacher. Bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen auf Basis duromerer Polymere mit herkömmlichen Formen stellen die vergleichsweise langen Zykluszeiten und der hohe Energieverbrauch eine wirtschaftliche und produktionstechnische Herausforderung dar.

Für dieses Problem hat das Verbundprojekt Sprayforming (Herstellung von effizienten und ressourcenschonenden Formen für die kunststoffverarbeitende Industrie) Lösungen entwickelt. Angesetzt wird bei der Erstellung der Formen selbst, mit deren Hilfe die komplexen und oft großvolumigen Bauteile, wie Flügelstrukturen am Flugzeug, produziert werden. Herkömmliche Formen sind meist aus dem Vollen gearbeitet und beruhen auf Konstruktionsprinzipien und Herstellungsverfahren, bei denen die Heiz- und Kühlkanäle oberflächenfern eingebracht werden müssen. Dies führt dazu, dass das Aufheizen und Abkühlen dieser Formen energie- und zeitintensiv ist und maßgeblich zu den hohen Fertigungskosten von Leichtbaukomponenten aus Kunststoff beiträgt.

Verbundprojekt Sprayforming untersucht auch das thermische Spritzen

Im Rahmen des Verbundprojektes Sprayforming steht als alternatives Verfahren für die Formenherstellung das thermische Spritzen im Fokus. Dieses Verfahren ermöglicht die Realisierung von gleich zwei positiven Ansätzen: einer kostengünstigen Herstellung der benötigen Formen sowie deren technischen Verbesserung, um die anschließende Bauteilproduktion darin günstiger durchführen zu können. Mittels thermischen Spritzens lassen sich besonders dünnwandige, endkonturnahe Formen fertigen, in denen sich die Heizung und Kühlung vor der Entnahme des Kunststoffteils direkt unter der Oberfläche befinden. Die Beheizung kann sowohl auf Basis von Fluiden in Heiz- und Kühlkanälen sowie als Widerstandsheizung innerhalb eines elektrischen Systems erfolgen.

Beide Heizvarianten lassen sich sehr gut mittels thermischen Spritzens fest in die Formschale integrieren. Die damit gegebene Nähe zur Formoberfläche verbessert die Energiebilanz deutlich – die Wärme konzentriert sich dort, wo sie für den Herstellungsprozess benötigt wird. Dies schafft günstige Rahmenbedingungen für den Produktionsprozess, nämlich kürzere Heiz- und Kühlzeiten, die zu Energieeinsparungen führen, und kürzere Taktzeiten in der Produktion.

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Nachhaltige Konstruktion

Leichtbau ist Schwergewicht in Sachen Effizienz

Verbundprojekt will 20 % der Energie in der Herstellung einsparen

Formvollendete Effizienz für die Kunststoffverarbeitung

Verbundprojekt Sprayforming untersucht auch das thermische Spritzen