Georg Kaufmann Formenbau: Erstmals die Werkzeugtechnologie GK LIPfibre präsentiert

Werkzeugtechnologie GK LIPfibre: Stempel- und Matrizenseite des Umform-Spritzgiess-Werkzeugs zum Herstellen eines Pkw-Seitenaufprallschutzes aus gewebeverstärktem Kunststoffhalbzeug mit aufgespritzten Versteifungsrippen. Bild: Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/Schweiz.

Zukunftstechnologie Leichtbau: Grosse Resonanz in der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie
Auf der K 2010 hat die Georg Kaufmann Formenbau AG als Messeneuheit die Werkzeugtechnologie GK LIPfibre (Georg Kaufmann Lightweight Integrated Process fibre) vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein kombiniertes Umform- und Spritzgiesswerkzeug, mit dem sich Leichtbauteile aus gewebeverstärktem Kunststoff herstellen lassen. Diese Teile zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Steifigkeit aus und weisen ein bis zu 25 %geringeres Gewicht als vergleichbare Metallteile auf. Entsprechend gross war das Interesse der Messebesucher insbesondere aus der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie sowie aus anderen Industriezweigen an dieser innovativen Werkzeug- und Verfahrenstechnik.

Der Pkw-Seitenaufprallschutz aus einem gewebeverstärkten Kunststoffhalbzeug mit aufgespritzten Versteifungsrippen ist rund 20 % leichter als eine funktionsgleiche Metallausführung. Bild: Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/Schweiz

Während der K 2010 war die abfallfreie Fertigung eines Pkw-Seitenaufprallschutzes auf einer Spritzgiessmaschine von KraussMaffei im praktischen Betrieb zu sehen. Partner bei der Realisierung des Gesamtprojekts waren Audi AG, KraussMaffei Technologies GmbH, Lanxess Deutschland GmbH, Bond-Laminates GmbH und Jacob Composite GmbH. Für die Herstellung dieses dynamisch belasteten Strukturbauteils wird im Werkzeug zunächst ein vorgeheiztes gewebeverstärktes Kunststoffhalbzeug umgeformt, anschließend werden Versteifungsrippen aus langglasfaserverstärktem Kunststoff angespritzt.

Bei dieser neuartigen Kombination von Umformen und Spritzgiessen müssen die Abläufe im Werkzeug exakt aufeinander abgestimmt sein, um die erforderliche Produktqualität und Prozesssicherheit sicherzustellen. Der erste Schritt, das Umformen des verstärkten Kunststoffhalbzeugs, beginnt mit dem Vorlauf eines Matrizeneinsatzes, der das Kunststoffhalbzeug auf den Stempel drückt und dort fixiert. Beim anschliessenden Umformen dürfen sich im Gewebe keine Falten bilden und die Faserausrichtung muss der künftigen Bauteil-Beanspruchung Rechnung tragen.

Wenn dieser Umformvorgang beendet ist, ist das Werkzeug geschlossen. Dann werden über ein Heisskanalsystem die Verstärkungsrippen aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgespritzt. Dabei verbindet sich die heisse Schmelze durch und durch mit dem Halbzeug. Die Fliesswege stellen zusätzlich sicher, dass auch diejenigen Bereiche des Strukturbauteils vollständig ausgeformt sind, die beim Umformen nicht gefüllt werden können.

Dieses Umform- und Spritzgiesswerkzeug hat die Georg Kaufmann Formenbau AG mit einigen Sensoren zur Messung von Druck und Temperatur bestückt. Sie dienen dazu, den Ablauf der Prozessschritte Umformen und Nachfliessen des gewebeverstärkten Kunststoffhalbzeugs, Einspritzen der Kunststoffschmelze und vollständiges Ausformen des Strukturbauteils zu überwachen und für künftige Anwendungen besser zu verstehen. Auch weitere derartige Werkzeuge werden mit – allerdings erheblich weniger – Sensoren ausgestattet sein. Gerade bei sicherheitsrelevanten Bauteilen sind sie zur Prozessüberwachung und Qualitätsdokumentation unabdingbar.

Weitere Informationen: gktool.ch

Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen, Schweiz

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