Leichtbau in Serie

Intervallheizpressen zur effizienten Organoblech-Fertigung

Wirtschaftlicher Leichtbau ist ein, wenn nicht der Erfolgsfaktor neuer Automobilkonzepte. Faserverstärkte Kunststoffe bieten ein besonders großes Potenzial zur Gewichtsreduzierung. Problematisch sind allerdings die noch immer hohen Herstellungskosten der Organobleche. Eine neue Intervallheizpressen-Technologie soll hier eine Lösung bieten.

Intervallheizpresse mit 2000 Kilonewton Presskraft. © Rucks

Neben der deutlich höheren Wirtschaftlichkeit hat das Verfahren laut Pressenhersteller Rucks den Vorteil, außer hohen Presskräften auch Temperaturen oberhalb 450 Grad Celsius zu erreichen. Damit lässt sich in diesem Verfahren sogar PEEK verarbeiten – ein deutlicher Vorteil gegenüber Doppelbandpressen.

Sechs Stationen bilden die Anlage: Die Abwickelstation stellt das zu konsolidierende Material auf Rollen bereit. So können sechs Lagen Material zu einem Organoblech verpresst werden. Bei Bedarf kann die Anzahl der Laminatlagen erhöht werden. Ein Einlauftisch sorgt für die Ausrichtung der einzelnen Lagen und eine inkrementale Längenmessung berechnet steuerungsseitig immer den aktuellen Materialverbrauch. Vor dem eigentlichen Konsolidieren wird das ausgerichtete Material in einer Vorpresse auf etwa 100 Grad Celsius erwärmt und mit 3 Kilonewton Presskraft vorverdichtet. So ist es möglich, auch voluminöse Vliesstoffe in der Anlage zu verarbeiten. Die hinter der Presse angeordnete Vorschubeinheit zieht das Material zusammen mit den Trennblechen semi-kontinuierlich durch die Presse. Dabei werden Geschwindigkeiten bis 200 mm/s erreicht. Je nach Lagenzahl und -dicke können bis 1,7 Meter Laminat pro Minute entstehen.

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Herzstück der Anlage ist die mit einer Gleichlaufhydraulik ausgestattete Heiz-Kühlpresse mit 2 000 Kilonewton Presskraft. Vier kraft- und lagegeregelte Zylinder bauen den Druck auf. Besonderes Merkmal der Konstruktion ist neben der hohen Planparallelität von ±0,02 Millimeter die Möglichkeit, die Heizplatten bis 1,5 Millimeter bei 1,2 Meter Länge gezielt schräg zu stellen.

Die Heizplatten enthalten auf ihrer Länge von 1,2 Meter sechs thermisch getrennte, individuell auf bis zu 451 Grad Celsius regelbare Temperaturzonen. Materialspezifische Aufheiz- und Abkühlkurven zur Ausbildung der Schmelzfront in Fertigungsrichtung können damit problemlos gefahren werden. Zur Qualitätsprüfung dient ein Messgerät, das an vier Messstellen per Lasersensor die exakte Dicke des verpressten Halbzeugs bestimmt.

Im letzten Arbeitsschritt teilt die Schneidstation das Endlos-Material in definierte Längen. Alternativ kann das Material mit einer Wickelvorrichtung auf Rolle gefahren werden. Alle Stationen sind steuerungsseitig miteinander verbunden arbeiten in einem automatischen Prozess zusammen.

Mit der Anlage, die am sächsischen Textilforschungsinstitut in Chemnitz steht, können unter anderem Glas-, Karbon-, Aramid- und Naturfasern sowie PP, PA, PES, PPS, PEEK, PEI oder auch Hybridvliesstoffe (Verstärkungsfaser plus Thermoplastfaser) verarbeitet werden. Für Pressversuche steht die Anlage auch anderen Interessierten Unternehmen zur Verfügung.

Neben der beschriebenen Technikumsanlage lieferte Rucks nach eigenen Angaben in den letzten Jahren sieben Intervallheizpress-Produktionsanlagen und fertigt gerade zwei weitere mit 1,3 Meter Heizplattenbreite maximal 8400 Kilonewton Presskraft.

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