Innovative Werkzeuge, Automatisierung ermöglichen eine neue Reihe von Verbundfenstern

Bildnachweis:Commercial Tool Group

Herkömmliche Metallfensterschächte, die als Abdeckungen um Kellerfenster installiert werden, rosten mit der Zeit, was die Festigkeit des Brunnens beeinträchtigen und sogar unter dem Druck von Verfüllungen zusammenbrechen kann – Erde wird aufgefüllt, um das zu ersetzen, was für das Fenster ausgehoben wurde. RockWell Window Wells (Springville, Utah, USA) bietet seit Jahren eine Produktpalette von Fensterschächten aus faserverstärktem Kunststoff (FRP) und verwandten Produkten mit geringerem Gewicht und höherer Qualität, Lebensdauer, Temperaturbeständigkeit und Schlagfestigkeit als typische Metallprodukte. Laut Vaughn Cook, Präsident von RockWell, wollte RockWell für seine neueste Denali-Produktlinie eine kostengünstigere und ästhetisch ansprechendere Kompositoption anbieten, als sie zuvor auf dem Markt erhältlich war. „Wir wollten ein hochwertiges Teil bauen, das mit einem Stahlfenster gut konkurriert, aber bessere Eigenschaften wie Schlagzähigkeit und geringes Gewicht aufweist“, sagt er.

Die originale RockWell FRP-Fensterbrunnenlinie des Unternehmens wird durch vakuumunterstütztes Resin Transfer Moulding (VARTM) hergestellt und ist, so Cook, „ein sehr beeindruckendes High-End-Produkt mit einer detaillierten, geformten Steinstruktur, die wie echt aussieht und sich anfühlt Stein." Vor etwa zwei Jahren beschlossen Cook und sein Team, eine neue Produktlinie von thermoplastischen Glasmatten (GMT) zu entwickeln, um einen niedrigeren Preis auf dem Markt zu erzielen. „Wir konnten einen so praktischen Herstellungsprozess [für die Denali-Bohrlöcher] nicht anwenden – der Prozess musste viel schneller und viel kostengünstiger sein, um ihn herzustellen. Da haben wir uns an Commercial Tool gewandt“, sagt Cook.

RockWell und Commercial Tool Group (CTG, Grand Rapids, Michigan, USA) kamen auf einer Amerimold-Messe in Novi, Michigan, zusammen. Cook suchte nach einem Formenbauer mit großen CNC-Fräsen für massive Pressformen, der mit der Verbundtechnologie vertraut war – und, wie Cook feststellt, einen weiteren Automatisierungsgrad in den Prozess bringen konnte.

Als Unternehmen mit mehreren Geschäftsbereichen, darunter Commercial Tool &Die (CTD), spezialisiert auf CNC-Großbearbeitung für den Formenbau, und CG Automation &Fixture (CGAF), das eine Vielzahl von Down- Anlagen und Vorrichtungen sowie fortschrittliche Materialflusssysteme und Robotergelenke.

Nach einer Reihe von CAD-Überprüfungen und funktionierenden Prototypen fertigte die Commercial Tool Group zwei große, 50.000 Pfund schwere Produktionsformen aus Aluminium. RockWell verwendet Solidworks für die Konstruktionsarbeit, während die Commercial Tool Group die einfach zu bedienende Siemens NX-Suite von CAD/CAM/CAE verwendet.

Bildnachweis:Commercial Tool Group

Die Formteile beginnen als große Aluminiumknüppel und die Bearbeitung erfolgt auf einer Zimmermann-Portalfräsmaschine im CTG-Werk. Laut Scott Chase, Engineering and Sales Manager für Commercial Tool &Die, misst die typische fertige Form 66 Zoll Breite × 109 Zoll Länge × 60 Zoll Höhe. Die Formen verwenden eine prozessinterne Wärmebildkamera, um Temperaturschwankungen zu überwachen. Cook fügt hinzu:„Scott und sein Team konnten uns nicht nur dabei helfen, die strukturellen und Größenanforderungen zu erfüllen, sondern uns auch dabei helfen, ein Design zu entwickeln, das ein ästhetisch ansprechenderes Fenster bietet, aber dennoch die strukturellen Elemente enthält, die den Brunnen die Stärke verleihen, die wir brauchen. CTG hat eine strukturierte Maserung in die Formoberfläche eingebracht, um das Teil zu dekorieren.“ Ein Roboter-Knicksystem zum Be- und Entladen wurde von CTG ebenfalls entwickelt und bereitgestellt, um während der Produktion mit den Formen zusammenzuarbeiten.

CTG produzierte während des Entwicklungsprozesses dieses Projekts auch drei Prüfwerkzeuge. Die Formen wurden mit der Siemens NX CAD/CAM/CAE-Software konstruiert und gehören laut Chase zu den größten Produktionsformen, die jemals von CTG hergestellt wurden. Das gesamte Projekt dauerte etwas mehr als ein Jahr, von den ersten Kontakten bis zur Herstellung des ersten Werkzeugs für den Einsatz bei RockWell.

Bildnachweis:Commercial Tool Group

Das CTG-System profitiert RockWell in vielerlei Hinsicht, da das System stärker automatisiert ist und es dem Unternehmen ermöglicht, größere Produktmengen mit höherer Konsistenz und Rückverfolgbarkeit zu produzieren. Darüber hinaus ist es für RockWell viel einfacher, auf alle benötigten Informationen von einem Unternehmen zuzugreifen, anstatt sich mit drei oder vier verschiedenen zu koordinieren, bemerkt Cook. Dieser Ablauf minimiert Fehler, was die Produktionsdurchlaufzeit verkürzt und die Kosten niedrig hält. Ohne die Zusammenarbeit zwischen RockWell und Commercial glaubt Cook, dass es bei den in seinem Unternehmen hergestellten Endprodukten zu Verzögerungen bei der Planung, höheren Kosten und einer geringeren Verarbeitungsqualität kommen würde.

CTG nahm Anpassungen der Softwareprogramme und Prozesse vor Ort im Werk von RockWell vor. „Die Herstellung dieser Produkte wäre ohne die automatisierten Systeme von Commercial unmöglich gewesen, da die Kosten und das Sicherheitsrisiko nach unseren Berechnungen zu hoch gewesen wären“, fügt Cook hinzu.

„Obwohl dies das erste Projekt von RockWell mit Commercial war, wird es sicherlich nicht unser letztes sein“, schließt er. „Sie passte perfekt zu unserem Erfolg mit dieser neuen Denali-Linie, die auf dem Markt bereits an Popularität gewinnt.“ Die Fensterbrunnen von RockWell werden über verschiedene Großhändler an Bauunternehmer und Bauherren verkauft.