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JEC World 2019

Zeit- und materialeffiziente Compositeverarbeitung

| Redakteur: Peter Königsreuther

Der Spritzgießmaschinenhersteller Engel fokussiert sich beim JEC-Auftritt auf Anwendungsbeispiele für die Automobilbranche. Es geht dabei um Organobleche, UD-Tapes und mehr. Halle 5 am Stand Q65.

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Die neue Konsolidieranlage für die Verarbeitung von UD-Tapes lässt sich laut Aussage des JEC-Ausstellers Engel einfach in den Gesamtprozess integrieren, was die Effizienz in der Produktion maßgeschneiderter Tape-Lösungen deutlich erhöht. Halle 5 am Stand Q65.
Die neue Konsolidieranlage für die Verarbeitung von UD-Tapes lässt sich laut Aussage des JEC-Ausstellers Engel einfach in den Gesamtprozess integrieren, was die Effizienz in der Produktion maßgeschneiderter Tape-Lösungen deutlich erhöht. Halle 5 am Stand Q65.
(Bild: Engel)

Der erste Schwerpunkt, den Engel bezüglich des JEC-Auftritts legt, bezieht sich auf das Verfahren Engel-Organomelt für die großserienmäßige Herstellung von Automobilkomponenten. Es lassen sich damit etwa Versteifungsrippen oder Montageelemente unmittelbar nach dem Umformen mit einem Thermoplast aus der gleichen Werkstoffgruppe wie das Matrixmaterial anspritzen. Das mache einen komplett automatisierten, und damit besonders wirtschaftlichen Fertigungsprozess möglich. Außerdem leiste Engel damit einen wirksamen Beitrag zur Circular Economy von Compositeteilen, denn das thermoplastbasierte Verfahren erleichtere das Recycling der Bauteile am Ende ihres Einsatzlebens. Die JEC-Besucher können laut Engel anhanf von Livedemonstrationen das Einsatzpotenzial von Organomelt erleben.

UD-Tapes mit Glas- oder Carbonfasern sind auch verarbeitbar

Außer für die Verarbeitung von Organoblechen, ist das Verfahren auch für thermoplastische, unidirektionale Glas- oder Carbonfasertapes anwendbar. Um die Effizienz zu steigern, könnten die Fasergelege inline und im Takt des Spritzgießprozesses gelegt und konsolidiert werden. „Tapes ermöglichen es, die einzelnen Bereiche im Bauteil lastgerecht zu verstärken, um sie noch gezielter an die Belastung anzupassen“, so Wolfsberger. Man werde zukünftig unterschiedlich dicke Tapes und auch Organobleche und Tapes miteinander kombinieren können, um das Leichtbaupotenzial jeweils optimal auszuschöpfen.

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Engel, heißt es, lieferte für die automatisierte Großserienfertigung eine duo-Spritzgießmaschine, mehrere easix-Knickarmroboter für die Vorbereitung diverser Metall-Inserts sowie das Organoblechhandling, einen viper-Linearroboter und auch einen Engel-IR-Ofen als integrierte Systemlösung.

In-situ-Polymerisation und Spritzgießen in einem Step

Eine weitere Technik für thermoplastische Composites ist die bereits bekannte In-situ-Polymerisation von ε Caprolactam von Engel, die zu FKV-Tragstrukturen und deren Funktionalisierung im Spritzguss führt, die Engel gemeinsam mit Systempartnern entwickelt hat. In der Engel-v-duo-Vertikalmaschine finden der Reaktiv- und der Spritzgießprozess parallel zueinander statt, so Engel. Aufgrund der niedrigen Viskosität des aufgeschmolzenen ε Caprolactams sollen sich vorgeformte, trockene Verstärkungstextilien besonders gut benetzen lassen, sodass sich beim Polymerisieren, wobei daraus Polyamid 6 ensteht, ein stark belastbarer Verbund ergebe. Dieser wird in einer zweiten Kavität des Werkzeugs durch das Anspritzen von Verstärkungsrippen und Konturen aus faserverstärktem PA 6 außerdem funktionalisiert. Als erster Anbieter am Markt setze Engel bei der In-situ-Polymerisation darauf, das feste Monomer bedarfsorientiert aufzuschmelzen und zu verarbeiten. Die Vorteile sind eine deutlich reduzierte thermische Belastung der Bauteile und folglich eine höhere Produktqualität.

Bei HP-RTM und SMC geht noch was...

Dass sich auch für schon lang etablierte Verfahren die Fertigungseffizienz noch weiter steigern lässt, stellt Engel, wie es heißt, auf der JEC World 2019 mit zwei Beispielen aus dem Bereich des duromeren Leichtbaus unter Beweis. Zum einen geht es am Messestand um die CFK-Rückwände des Audi A8, denn diese relativ großen Bauteile mit ihrer komplexen Carbonfaserstruktur und lokalen Verstärkungen werden bei Voith in Garching, Deutschland, auf einer Engel v duo 1700 im vollständig automatisierten HP-RTM-Verfahren produziert.

Zum anderen präsentiere man Getriebeträger auf Basis von SMC (Sheet Moulding Compounds). In einem Entwicklungsprojekt hat der Aussteller mit dem Institut für Polymer Product Engineering IPPE der Johannes Kepler Universität in Linz, Österreich, und den Unternehmen Hexcel (Stamford, CT, USA) sowie Alpex (Mils, Österreich) einen neuen Fertigungsprozess auf Basis des Fließpressens für diese dynamisch hochbelasteten Fahrzeugkomponenten entwickelt. Ausgangsmaterial ist ein flächiges Carbonfaserhalbzeug mit Faserlängen von 50 mm und einer Matrix aus Epoxidharz, so Engel. Die Analyse der ersten Bauteile offenbare im Vergleich zur ursprünglich aus Aluminium gefertigten Komponente eine deutliche Gewichtsersparnis und verbesserte Bauteileigenschaften.

Für die SMC-Verarbeitung prädestinierte Maschine

Von anspruchsvollen Sicht- und Außenhautbauteilen bis zu Strukturkomponenten mit integrierter Funktionalität könne das Fließpressen mit SMC für ein breites Spektrum an Faserverbundbauteilen eingesetzt werden. Außer von kurzen Zyklen, so Engel, profitiert man dabei auch produktiv herstellbaren, komplexen Geometrien und lackierfähigen Oberflächen. Mit ihrer, wie es weiter heißt, leistungsstarken Mess- und Regeltechnik, dem flexiblen Prägeverfahren und der integrierten Parallelitätsregelung ist die Engel-v-duo Maschine für die SMC-Verarbeitung quasi prädestiniert. Die Verarbeitungsparameter sollen sich so gezielt an die Bauteilanforderungen anpassen lassen, um die Bauteilqualität zu maximieren. MM

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