Engel: Organobleche und UD-Tapes umformen und funktionalisieren

Die holmlose Engel victory Spritzgießmaschine bietet laut Anbieter bei der Herstellung von thermoplastischen Composite-Bauteilen in vielen Anwendungen Zeit-, Platz- und Kostenvorteile - (Bilder: Engel).

Engel präsentiert auf der JEC World 2020 das organomelt Verfahren, bei dem Organobleche und UD-Tapes nicht nur umgeformt, sondern im selben Arbeitsschritt im Spritzguss funktionalisiert werden.

Hauptbestandteil der Fertigungszelle, die Demonstrationsbauteile aus endlosfaserverstärktem Polyamid (PA) produziert, ist eine holmlose Engel victory 200/50 Spritzgießmaschine, die mit einem Engel viper 12 Linearroboter für das Handling der Halbzeuge und Fertigteile und einem doppelseitigen, vertikalen IR-Ofen von Engel ausgerüstet ist. Sie wird von dem internationalen Forschungszentrum Brightlands Materials Center in Geleen in den Niederlanden zur Verfügung gestellt.

Holmlose Maschinen reduzieren Handlingzeit
Die Composite-Blanks werden im IR-Ofen erwärmt, ins Werkzeug eingelegt, dort umgeformt und mit PA umspritzt. Das Aufheizen der Faserverbundhalbzeuge ist einer der zykluszeitbestimmenden und qualitätsrelevanten Prozessschritte beim Verarbeiten von faserverstärkten Halbzeugen mit thermoplastischer Matrix. Von deren Dicke hängen die Aufheizdauer und die Abkühlzeit ab. Wichtig sind ein schnelles und materialschonendes Aufheizen sowie kurze Wege für den Transport der aufgeheizten Halbzeuge zum Formgebungswerkzeug (Hot Handling). Engel bietet seine IR-Öfen aus der eigenen Entwicklung und Produktion deshalb in verschiedenen Ausführungen – sowohl horizontal als auch vertikal – an und platziert sie in der Fertigungszelle in unmittelbarer Werkzeugnähe. Sie sind ebenso wie die Roboter vollständig in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine integriert und zentral über das Maschinendisplay bedienbar.

Der größte Vorteil der holmlosen victory Maschine für diese Anwendung liegt nach Anbieterangaben im sehr schnellen Hot Handling. Der barrierefreie Zugang zum Werkzeugraum mache es möglich, den IR-Ofen noch näher am Werkzeug zu platzieren als dies bei Spritzgießmaschinen mit Holmen möglich sei. Zudem kann der Roboter direkt auf kürzestem Weg vom Ofen aus das Werkzeug erreichen. Auf diese Weise sollen sich auch sehr dünne Halbzeuge verarbeiten lassen, ohne dass sie auf dem Transport zwischen IR-Ofen und Werkzeug zu stark abkühlen.

In seinem Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich entwickelt Engel in interdisziplinären Teams besonders effiziente Fertigungsprozesse für Composite-Bauteile.

Die thermoplastischen Composite-Halbzeuge, die Engel live auf der Messe verarbeitet, werden im Engel Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich vorbereitet. In der Praxis kann die Herstellung von thermoplastischen Composite-Blanks dem Verarbeitungsprozess unmittelbar vorgelagert und direkt neben der Verarbeitungsmaschine angeordnet werden. Engel bietet hierfür aus einer Hand vollständig integrierte Systemlösungen an, die neben der Verarbeitungsmaschine, Robotern und IR-Öfen auch Pick-and-Place-Tape-Legezellen mit optischer Bildverarbeitung und Konsolidieranlagen umfassen.

Leichtbaupotenzial noch besser ausschöpfen
Die im Engel organomelt Verfahren produzierten Composite-Bauteile vereinen den weiteren Angaben zufolge ein besonders geringes Gewicht mit sehr guten Crasheigenschaften. Die Technologie, die in der Automobilindustrie bereits in Serie läuft, eignet sich demnach sowohl für Organobleche als auch für unidirektional (UD) glas- und/oder carbonfaserverstärkte Tapes mit thermoplastischer Matrix. Die rein thermoplastische Materialbasis soll besonders effiziente und vollständig automatisierte Herstellungsprozesse ermöglichen, da sich beispielsweise Versteifungsrippen oder Montageelemente unmittelbar nach dem Umformen im selben Prozessschritt direkt anspritzen lassen.

„Der konsequent thermoplastische Ansatz ist die Voraussetzung, Recyclingkonzepte für Composite-Bauteile zu entwickeln“, sagt Christian Wolfsberger, Business Development Manager Composite Technologies von Engel am Stammsitz in Schwertberg, Österreich. „Tapes ermöglichen es, einzelne Bereiche im Bauteil lastgerecht zu verstärken, um sie noch gezielter an die Belastung anzupassen“, so Wolfsberger weiter. „Wir werden zukünftig unterschiedlich dicke Organobleche und auch Organobleche und Tapes miteinander kombinieren, um das Leichtbaupotenzial noch besser auszuschöpfen.“

JEC World 2020, 12.-14. Mai 2020, Paris, Frankreich, Halle 5, Stand N79

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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