Neueste Innovation von M.A.i innovative Automation:
Tape-Legeanlage für Organobleche und UD-Tapes – Eine Verbindung für die Zukunft !
Nicht für die Zukunft, bereits heute gewinnen faserverstärkte Kunststoffbauteile immer mehr an Bedeutung in den verschiedensten Anwendungsgebieten und Bereichen. Hybrid-Bauteile aus GFK/CFK-Geweben besitzen sehr gute mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig deutlichen Einsparungen beim Gewicht. In der Flugzeugfertigung wird schon deutlich länger auf die Vorteile von GFK/CFK-Bauteilen gesetzt, allerdings ohne größere Berücksichtigung auf Zykluszeiten und Bauteilstückzahlen sowie auf automatisierte Prozesse.
Um die enormen Vorteile auch für andere Bereiche, u.a. der Automobilindustrie, deutlich attraktiver zu gestalten, wird ein großserientaugliches, automatisiertes und wiederholgenaues Zuschneiden und Ablegen von Tapes auf Grundträgern (Organoblechen) benötigt. Weiterhin müssen schnelle und flexible Umrüstmöglichkeiten (in Bezug auf verarbeitete Tape Breiten und Materialien) gegeben sein. Im Idealfall wird nur noch das zu legende Tapemuster an eine Anlage übergeben und man erhält innerhalb kürzester Zeit ein fertiges Gelege aus den gewünschten Materialien, bei dem die Anzahl, die Lage und Orientierung der Tapes perfekt an den Belastungsfall des fertigen Bauteils angepasst ist.
Wir bei MAi haben uns der Aufgabe gestellt, die Entwicklung des Leichtbaus mittels faserverstärkter Bauteile nach vorne zu treiben und eine UD-Tape Legeanlage entwickelt und gebaut, die genau die beschriebenen Anforderungen erfüllt.
Die Anlage ist seit März 2016 an die Neuen Materialien Bayreuth übergeben und kann dort in Augenschein genommen werden. Sie wurde auch zum Anlaß eines Technologietages an den NMB Fachbesuchern aus versch. Branchen aus ganz Deutschland und Europa unter Produktionsbedingungen präsentiert.
Die von MAi gelieferte Anlage erfüllt die folgenden Spezifikationen:
- Tape Breite: 50mm bis 165mm
- Tape Länge: max. 2100mm
- Tape Faser Material: Glas- oder Kohlefaser basierendes Tape
- Maximale Größe Gelege: 1500mm x 1500mm
- Anzahl Tape Lagen: 20 Lagen
- Zykluszeit: 2 Sekunden pro Streifen bei 2 Tape Zuführungen (Ausbaustufe: 4 Tape Zuführungen)
- Fügeprozess Tape Lagen: Ultraschall, min 2 Schweißpunkte pro Streifen
- 4 Ultraschall Schweißeinheiten über die gesamte Gelege Größe
Gleichzeitig können in der Anlage zwei (in der nächsten Ausbaustufe bereits vier) unterschiedliche Tape Breiten sowie auch verschiedene Tape Materialien verarbeitet werden. Dadurch ist bereits heute ein deutlich verringerter Verschnitt von UD-Tape und ein optimiertes Gelegebild für verschiedenste Teilegeometrien möglich.
Die Daten der Tape Streifen und Lagen sowie die Koordinaten der Schweißpunkte um die Tapes miteinander zu verbinden, werden der Anlage mittels XML File zur Verfügung gestellt, daraus werden dann die Breiten und Längen der UD-Tapes sowie die Drehung der Lagen zueinander berechnet und an die Anlagensteuerung übergeben. So entsteht in der Anlage ein für unterschiedlichste Teilegeometrien verwendbares Faserverbundgelege, dass sich so in ein Spritz-oder Presswerkzeug einlegen und dort hinterspritzen lässt. So werden letztendlich, kostengünstige, leichte Bauteile erzeugt, die heute im Leichtbau, insb. auch in der Automobilindustrie gefordert werden.
Da Stillstand bekanntermaßen Rückschritt ist, arbeiten wir bereits heute an einer Weiterentwicklung um den Verschnitt der Tapes weiter zu reduzieren und die Flexibilität für unterschiedlichste, kohle-oder glasfaserverstärkte Bauteile noch deutlich zu steigern.