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Wirtschaftlich und Präzise - Vom Organo-Sheet zum 3-D-Formteil

3D-Druck und FVKVerfahrenskombination macht die Konstruktion flexibler

Hybrid-Thermoplast-Prototyp mit 3D-gedruckter Struktur. (Bild: Fraunhofer IPT)

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT stellte die im BMBF-geförderten Projekt Lightflex entwickelte, flexible Prozesskette auf der Composites Europe vor und gab Einblicke in die adaptive und vernetzte Produktion von Leichtbaukomponenten.

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Wirtschaftlich und PräziseVom Organo-Sheet zum 3-D-Formteil

Weniger Abfall und geringerer Wasserverbrauch sind zwei Elemente, die eine neue Presse für die Organoblech-Verarbeitung wirtschaftlicher machen sollen.

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Presse zur Fertigung von 3-D-Formteilen aus Organo-Sheets

Für die Herstellung anspruchsvoller 3-D-Composite-Bauteile zum Einsatz im Flugzeugbau konzipierte Wickert die Presse WKP 1700 S mit neuartigem Spannrahmen. Neben dem direkten Einspannen der Organo-Sheets können diese auch als Sandwich zwischen zwei Polyimide-Hochtemperaturfolien gespannt werden. Damit hängt das warme Organo-Sheet weniger durch. Der Effekt: Die Zuschnitt-Zugabe der Organo-Sheets kann reduziert werden, was den produktionsbedingten Abfall laut Unternehmen um bis zu 30 Prozent verringern kann. Damit ungewolltes Eingreifen in die Lichtschranke nicht zu einem teuren Ausschussteil führt, ist die Maschine mit einer 6 Millimeter-Spaltüberwachung ausgestattet. Sobald die Form nur noch 6 Millimeter offen ist, sind Prozessunterbrechungen durch Meldungen der Lichtschranke nicht mehr möglich. Die Kühlanlage der Presse ist an ein Kreislaufsystem angeschlossen, sodass kein Wasser vergeudet wird.

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Zur Umformung der Hochleistungsthermoplaste kann die Temperatur im Infrarot-Vorheizer bis 450 Grad Celsius betragen. Die Presse ist mit 1000 x 800 Millimeter großen Heiz-/Kühlplatten ausgestattet. Damit ist zusätzlich zum Thermoformen in der Presse noch ein einstufiger Heiz-/Kühlprozess möglich. Die maximal erreichbare Heizplattentemperatur beträgt 400 Grad Celsius.

Die Presse arbeitet mit Kräften zwischen 15 bis 1700 Kilonewton und ist vergleichsweise schnell: Die Umstellzeit von Beendigung der Vorwärmung bis zum Einlegen des Organo-Sheets und der Umformung nach Erreichen der vollen Presskraft liegt den Angaben zufolge unter vier Sekunden. Der Schiebetisch ist ergonomisch ausgelegt und ermöglicht einen einfachen und schnellen Werkzeugwechsel.

Alle qualitätsrelevanten Parameter werden aufgezeichnet und permanent mit den jeweiligen Soll-Werten verglichen. Hierzu zählen zum Beispiel die Temperaturen der Heizplatten, des Werkzeugs und des Produkte. Auch Temperaturgradienten im Aufheiz- und wahlweise im Abkühlprozess sowie die kompletten Druck- und Wegedaten sind für Qualitätssicherung und Bauteilreproduktion verfügbar. Für hohe Produktqualität soll darüber hinaus die Parallelität der Pressplatten mit der maximalen Abweichung unter Volllast von ±0,05 Millimeter sorgen.

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