Leichtbau-Hebel

Organoblech mit Langfasern kombiniert

Am Beispiel eines Hebels wird gezeigt, wie sich das neue Faser-Direkt-Compoundieren (FDC) mit dem Umspritzen von zwei unterschiedlich starken endlosfaserverstärkten Thermoplast-Einlegern (Organobleche) kombinieren lässt. Ergebnis ist ein hochfestes Composite-Bauteil, das Metall substituieren kann.

Im Zwei-Seiten-Heizverfahren werden die Organobleche im Robot-Greifer und über Infrarot-Strahler materialschonend aufgewärmt. Dann legt sie der Sechs-Achs-Roboter bei exakter Umformtemperatur in das LIPA-Werkzeug (Lightweight Integrated Process Application) ein. Auf eine separate Aufheizstation kann verzichtet werden. Ein ALLROUNDER 820 S umspritzt die Organobleche mit langfaserverstärktem PP. Das Endprodukt ist 500 mm lang und wiegt nur rund 200 g – 62 % weniger als ein vergleichbares Druckgussteil. 

Highlights

  • Leichtbau: Kombination von langen Fasern und Organoblech ergibt hochfestes, leichtes Verbundbauteil
  • Faser-Direkt-Compoundieren (FDC): individuelle Einstellung von Faserlängen, Faseranteilen und Materialkombinationen
  • Servohydraulik: ALLROUNDER S mit energiesparendem, drehzahlgeregeltem Pumpenantrieb
  • Inline-Qualitätssicherung: Temperaturüberwachung, Kraft-Biege-Prüfung und grafische Visualisierung der Qualitätsparameter

Eckdaten

Leichtbau-Hebel
Kavitäten: 1
Teilegewicht: 202 g
Material: PP + GF
Zykluszeit: 40 s

So funktioniert‘s

Organobleche umspritzen
Die unterschiedlich dicken, ebenen Organoblech-Zuschnitte werden im Werkzeug zu einem W-förmigen Profil umgeformt und gleichzeitig z. B. Randbereiche, Lageraugen und Rippenstrukturen aus langfaserverstärktem PP angespritzt. Das vermeidet offene Fasern und eine Schädigung der Faserstruktur.

Verfahren

Faser-Direkt-Compoundieren (FDC)
Über eine Seitenbeschickung an der Spritzeinheit lassen sich bis zu 50 mm lange Fasern direkt der flüssigen Schmelze zuführen. Das minimiert die Faserschädigung bei der Materialaufbereitung. Die Ausgangsstoffe Kunststoff und Glasfaserroving sind zudem deutlich kostengünstiger als fertige Langfasergranulate.
zum Verfahren

Technik

Maschine
Ein ALLROUNDER 820 S umspritzt die Organobleche mit langfaserverstärktem PP und ergänzt das Bauteil um zusätzliche Funktions- und Versteifungselemente. Sein servohydraulischer Antrieb erlaubt einen besonders energieeffizienten und emissionsarmen Betrieb. Die Zykluszeit beträgt rund 40 s.
zu den hydraulischen Maschinen

Robot-System
Ein Sechs-Achs-Roboter greift über Vakuumssauger schonend zwei Organobleche, wärmt sie auf und legt sie bei exakter Umformtemperatur ins Werkzeug ein. Außerdem entnimmt er das Fertigteil und führt es vor Ablage auf ein Förderband einer Qualitätsprüfung zu.
zu den Sechs-Achs-Robotern

Branche

Automobil
Bei großen Stückzahlen lohnt es sich, Prozesse zu automatisieren und vor- und nachgeordnete Schritte zu integrieren. Das Beispiel eines Leichtbau-Hebels zeigt, wie beim Spritzgießen durch Kombination von Langfasern und Organoblechen ein hochfestes Composite-Bauteil entsteht, das Metall substituieren kann.
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Partner

WerkzeugGeorg Kaufmann
Automationfpt Robotik
MaterialLanxess