BMW-Group rüstet Technikum auf

Automatische Preformanlage mit drapierfähigem Handling

Das Technikum der Münchner BMW Group hat eine Preformanlage beschafft, die bei der Entwicklung innovativer Preforms eingesetzt wird. Besonderes Augenmerk wurde auf das Materialhandling gelegt. Neben hohen Transfergeschwindigkeiten gewährleistet das Handlingsystem den flexiblen Einsatz unterschiedlicher Carbonstackbreiten und die Möglichkeiten des Drapierens vor dem Verpressen.

Automatische Preformanlage

Die Anlage des Typs Typ KV 298 besteht aus drei Hauptstationen, der Vorlagestation, einer Heiß- und einer Umformpresse. Den automatischen Materialtransport zwischen den drei Stationen übernimmt ein servomotorisch angetriebenes 3-Achs-Linearsystem. Dank optimiertem Zusammenspiel zwischen Linearsystem und den drei Stationen läuft der Preformprozess automatisch ab und garantiert laut Anlagenbauer Rucks reproduzierbare Ergebnisse.

Die Vorlagestation dient dem Platzieren der Carbonstacks für eine anschließende automatische Weiterverarbeitung. Mit Hilfe der Markierung zweier Kreuzlaser können die einzelnen Lagen so positioniert werden, dass die exakte Faserausrichtung leicht möglich ist. Um auf unterschiedliche Stackbreiten reagieren zu können, ist die Auflagefläche manuell verstellbar.

In der Heißpresse mit 70 Kilonewton Presskraft findet die Temperierung der Carbonlagen statt. Für eine homogene Temperaturverteilung auf der Heizplattenoberfläche sorgt eine 5-Zonen-Temperaturregelung.

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Die hohe Öffnungsgeschwindigkeit von 200 mm/s führt zu einer Verkürzung der Zykluszeiten. Die Carbonstacks werden in der Heißpresse vollflächig erwärmt. Um dies zu realisieren, muss das Greifersystem den Pressraum verlassen. Die hier realisierte Lösung ermöglicht es, die Stacks automatisch abzulegen und nach der Heizphase schnell wieder aufzunehmen. Da das Ablegen und Aufnehmen unter exakt definierten Bedingungen geschieht, wird, so der Entwickler, ein Verzug der einzelnen Lagen verhindert und somit die hohe Reproduzierbarkeit garantiert.

Die Umformpresse, in der die Carbonstacks zu einem 3D-Preforms umgeformt werden, arbeitet mit 800 Kilonewton Presskraft und aktiver Gleichlaufregelung. Sie sorgt auch bei außermittiger Belastung für eine Planparallelität kleiner ±0,05 Millimeter pro Meter. Die Positionsregelung garantiert eine Wegtoleranz kleinere ±0,1 Millimeter. Hydraulisch betätigte Rollenhubleisten und ein abnehmbares Werkzeugwechselsystem gewährleistet den ergonomischen Werkzeugwechsel.

Den automatischen und schnellen Materialtransport übernimmt ein servomotorisch angetriebenes 3-Achs-Linearsystem mit Positioniertoleranzen kleiner ±0,25 Millimeter. Die X-Achse sorgt mit Geschwindigkeiten bis 1000 mm/s für den schnellen Materialtransport zwischen den einzelnen Stationen. Die Y-Achse führt die vertikalen Bewegungen aus, die beim Aufnehmen und Ablegen der Stacks erforderlich ist. Die Z-Achse ermöglicht das Greifen von Carbonlagen unterschiedlicher Breiten, um eine große Bauteilvielfalt auf der Anlage produzieren zu können. Werden Y- und Z-Achse parallel gefahren, kann das Material über das Unterwerkzeug drapiert werden, was den Verzug der einzelnen Lagen beim Verpressen minimiert.

Die Steuerung der Maschine ist in einem 15-Zoll Infrarot-Touch-Panel mit grafisch orientierter Bedienoberfläche konzentriert, das über die gesamte Maschinenlänge verfahrbar ist. Die Maschinenfunktionen können in übersichtlichen Fenstern auf einen Blick erkannt und geändert werden. Mit Hilfe des Datenerfassungssystems Rudas werden sämtliche Prozessparameter aufgezeichnet und nachträglich ausgewertet bzw. weiterverarbeitet.

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