Presse

Noch mehr Leichtigkeit mit faserverstärkten Thermoplasten

14.10.2015
- KraussMaffei präsentiert Erweiterung des FiberForm-Verfahrens zur Fakuma
- Erstmalige Verarbeitung von Langfaser-Hochkonzentraten erlaubt weitere Gewichts- und Kostenreduktion
- Mehrfachkinematik TwinZ platzsparend in Schutzeinhausung integriert
Noch mehr Leichtigkeit mit faserverstärkten Thermoplasten - Picture Main

(München/Friedrichshafen, 14. Oktober 2015) Mit FiberForm hat KraussMaffei ein zukunftsweisendes, serientaugliches Verfahren für die Verarbeitung von faserverstärkten Kunststoffen mit thermoplastischer Matrix entwickelt. Zur Fakuma (Halle A7, Stand 7303/7304) präsentiert KraussMaffei zusammen mit Motan-Colortronic erstmalig eine integrierte Lösung zur präzisen Dosierung von Langfaserhochkonzentraten. Im Ergebnis lässt sich das Bauteilgewicht noch einmal weiter reduzieren, und zwar auf bis zu 47 Prozent im Vergleich zum Referenzbauteil aus kurzfaserverstärktem Polyamid.

Minimale Schwankungen des Faseranteils

Die präzise Dosierung des PP-Langglasfaseranteils basiert vor allem auf dem erstmaligen Einsatz spezieller gravimetrischer Dosiermodule, die in dieser Form bisher nur im Bereich der Extrusion zum Einsatz kamen. Über zwei Dosiereinheiten werden ein hochkonzentriertes PP-Langfasergranulat mit einem Fasergehalt von 60 Prozent und ein Verdünnungspolymer (aus PP) zu gleichen Teilen der Plastifizierschnecke zu dosiert und aufbereitet. Aufgrund der komplexen Rieseleigenschaften erfordert insbesondere die Dosierung des Hochkonzentrats ein besonderes Förderkonzept. Durch den Einsatz des Walkwand-Dosierers C-Flex M von Motan-Colortronic ist für diesen Granulattyp erstmals die Gewährleistung eines konstanten Massenstroms möglich. „Im Vergleich zu konventionellen Mischkonzepten können die Schwankungen bei der Einstellung des Fasergehalts deutlich reduziert werden. Aktuellen Messungen zufolge liegen sie in einer Größenordnung, die den Chargenschwankungen der Materialhersteller entspricht", sagt Jochen Mitzler, Leiter Strategisches Produktmanagement bei KraussMaffei.

Verarbeiter können so den Prozess präziser einstellen, als dies bisher möglich war. Gerade bei der Herstellung von sicherheitsrelevanten Bauteilen – wo besonders konstante und reproduzierbare Prozesse gefordert sind – kommen diese Vorteile zum Tragen. Auf der Fakuma produziert eine CX 300 – 1400 ein solches Sicherheitsbauteil, und zwar ein Airbag-Gehäuse für den Automobilzulieferer Takata AG. Die Zykluszeiten liegen unter 40 Sekunden. Weitere Partner bei dem Messeexponat sind die Firmen Christian Karl Siebenwurst, Borealis Polyolefine und ONI.

Die Verarbeitung von Langfaser-Hochkonzentraten bietet aber auch handfeste wirtschaftliche Vorteile. So lassen sich die Materialkosten im Vergleich zu Standardgranulaten reduzieren. Hinzu kommt die Wanddickenreduzierung auf Grund der hohen Festigkeiten der Langfasergranulate. „In Kombination mit dem großen Leichtbaupotenzial der FiberForm-Technologie rentiert sich die Investition sehr schnell und kann somit als kostengünstige Leichtbaulösung betrachtet werden", so Udo Gaumann, Manager Core Engineering Materials bei Takata.

Platzsparende Mehrfachkinematik

Ausgestattet ist das Messeexponat zur Fakuma mit zwei LRX-Linearrobotern in der Ausführung TwinZ. Die beiden Roboter sind auf einer gemeinsamen Z-Achse mechanisch gekoppelt. Sie übernehmen parallel das Aufheizen der Faserhalbzeuge (Organobleche) und die Entnahme der fertigen Bauteile. Die Mehrfachkinematik ist ebenso wie die Zuführeinheit der Organobleche in die Standardeinhausung der CX 300 integriert. Damit reduziert sich die Stellfläche um bis zu 40 Prozent. Beide Roboter lassen sich wie die CX 300 mit der neuen Steuerung MC6 Multitouch bedienen und sorgen damit für einen höheren Bedienkomfort.

Eine zusätzliche Waage unterstützt die Qualitätskontrolle. Bevor die Bauteile auf das Gurtband abgelegt werden, werden sie gewogen. Die Gewichtsinformation wird online in die MC6-Steuerung zur Dokumentation zurückgespielt. Die Maschine entscheidet innerhalb der vorgegeben Toleranzen ob Gut- oder Schlechtteil. Somit wird eine stabile Produktionsprozessführung dokumentiert.

Werkstofflicher und konstruktiver Leichtbau kombiniert

„Das von KraussMaffei entwickelte Fiber-Form-Verfahren ist eine hervorragende Referenz, wie sich die Produktivität beim Spritzgießen steigern lässt – ganz gemäß unseres diesjährigen Messemottos Produktivität PLUS", so Mitzler. Das FiberForm-Verfahren vereint das Spritzgießen mit dem Thermoformen von Faserhalbzeugen (Organoblechen). Durch die Kombination aus werkstofflichem und konstruktivem Leichtbau ist die Fertigung neuer faserverstärkter thermoplastischer Bauteile mit besonders hohen Festigkeiten möglich. Bei dem Verfahren werden mit thermoplastischer Matrix imprägnierte Gewebe oder Gelege aus Endlosfasern aufgeheizt, im Spritzgießwerkzeug umgeformt und anschließend hinterspritzt. Wie das Spritzgießen ist auch die FiberForm-Technologie von KraussMaffei einfach zu automatisieren und ermöglicht eine vollautomatische Produktion mit kompakten Fertigungszellen.

 
Noch mehr Leichtigkeit mit faserverstärkten Thermoplasten - Picture 1
Noch mehr Leichtigkeit mit faserverstärkten Thermoplasten - Picture 2