Aus der Branche

Die beiden AZL-Partner Conbility GmbH und Fraunhofer IPT, Aachen haben eine langfristige Zusammenarbeit ins Leben gerufen, um die Fraunhofer Tapelege- und Tape-Wickelsysteme weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren, die über Laser- oder IR-Wärmequellen in-situ-Konsolidierung ermöglichen.

Mit dieser Kooperation stellt das Unternehmen Conbility GmbH 25 Jahre Erfahrung in der Sondermaschinenentwicklung von Tape-Placement-Systemen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT kommerziell zur Verfügung. Conbility bietet zwei verschiedene Tape-Verarbeitungssysteme an, die in verschiedenen Konfigurationen erhältlich sind.

Das Maschinensystem "PrePro 2D" ermöglicht das automatisierte, maßgeschneiderte Tapelegen von UD-Laminaten, die für das anschließende Thermoformen oder als Versteifungsstrukturen im Spritzgießprozess eingesetzt werden können. Die Maschine besteht aus einem Dreh- und Verschiebetisch, der relativ zur Applikator-Station bewegt wird. Der Tisch ist entsprechend den Anforderungen der Kunden skalierbar. Standard-Tischdurchmesser sind 1200 mm oder 2000 mm. Die Applikator-Station kann mit einem Einfach- oder Mehrfachspulen-Applikator ausgestattet werden. Aufgrund der großen Prozessfläche wird für den In-Situ-Konsolidierungsprozess ein 9 kW IR-Strahler eingesetzt.  

Drei in einem: Drei Technologien in einem modularen System vereint
Darüber hinaus steht der preisgekrönte "PrePro 3D"-Bandplatzierungs- und Wickelapplikator (Abb. 2) als modulares Produkt mit dezentraler Steuerung (inkl. Regelung der Energiezufuhr in die Prozesszone) für die "Plug-in"-Implementierung in bestehende Robotersysteme oder Maschinensysteme über Standardschnittstellen zur Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung zur Verfügung. Conbility liefert sowohl den Einzelapplikator als auch schlüsselfertige Systeme inklusive Roboter und Handlingsysteme.

Alleinstellungsmerkmal des PrePro 3D-Systems ist sein multifunktionales Einsatzspektrum: Es ermöglicht die laserunterstützte Platzierung von thermoplastischen Tapes, die IR-unterstützte Platzierung von duroplastischen Prepregs und die Trockenfaserplatzierung: Drei Technologien in einem einzigen modularen System.  

Während der JEC World in Paris (6. - 8. März 2018) präsentiert die Conbility GmbH ihren neuen "VCSEL Tape Placement and Winding Applicator" (Abb. 3), der in Zusammenarbeit mit Fraunhofer IPT und Philips Photonics entwickelt wurde, auf der AZL Composites in Action Area (Halle 5A, C55).

VCSEL-Lasersysteme als Wärmequelle für geringere Investitions- und Prozesskosten
Dieser Applikator verwendet ein integriertes VCSEL-Lasersystem als Wärmequelle, das von Philips Photonics entwickelt wurde. Dieser Tape-Placement- und Wickelapplikator kann auch als modulares "Plug-in"-System in industrielle Knickarm- und Linearportalroboter in variablen Fertigungszellen integriert werden. Der Einsatz des neuen VCSEL-Lasers als Wärmequelle (VCSEL: Vertical-Cavity Surface Emitting Laser) führt zu deutlich geringeren Investitions- und Prozesskosten im Vergleich zu anderen Lasersystemen. Darüber hinaus können mit dem VCSEL-Lasersystem erstmals steuerbare In-Prozess-Anpassungen der Laserspot-Geometrie sowie der Intensitätsverteilung innerhalb der Spotgröße während des Prozesses (In-Prozess-Kontrolle von Laserspot-Geometrien und -Intensitäten) durchgeführt werden. Das neue System mit 2 kW Laserleistung und 10 separaten, separat steuerbaren Emissionszonen wird auf der JEC World in Paris 2018 als neues Produkt der Conbility GmbH gezeigt.

Im Juni 2017 startet die AZL Aachen GmbH in Kooperation mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen eine Konsortialstudie zu Hochleistungs-SMC. Ziel ist es, den Einsatz einer neuen Generation von SMC-Werkstoffen in der industriellen Anwendung voranzutreiben. Firmen entlang der gesamten SMC-Wertschöpfungskette sowie Firmen mit einem Interesse am SMC-Markt sind eingeladen, an der Studie teilzunehmen.

SMC (Sheet Molding Compound) ist seit Jahren die erste Wahl, um Metallkomponenten zu ersetzen. Um zusätzliche Gewichtseinsparungen sowie eine Reduktion der CO2-Emissionen zu erzielen, wird jedoch eine neue Generation von High-Performance-SMC (HP-SMC) notwendig, die aus kurzen oder kontinuierlichen faserverstärkten Systemen mit entweder Karbon- oder Glasfasern und speziellen Harzmassen besteht. Die SMC-Hochleistungsvariante zeichnet sich durch einen hohe Anzahl an Wechselwirkungen zwischen Material und Prozess aus, die Herausforderung und Chance zugleich sind.
Die konsortiale Markt- und Technologiestudie zu High-Performance SMC ( www.lightweight-production.com/go/hp-smc-study ) des AZL und IKV zielt darauf ab, das Verständnis dieser Wechselwirkungen zu weiten, indem detailliertes Wissen zu SMC-Anwendungen und -Technologie, zentralen Herausforderungen und technologischen Lösung zur Etablierung einer neuen SMC-Generation geboten wird. Dieses Wissen bietet die Basis, um Design-Richtlinien auszuarbeiten, zielgerichtete Entwicklung voranzutreiben und neue Geschäftsmöglichkeiten zu eröffnen.