Vorschau der JEC World 2019:Engel

Auf der JEC World 2019 präsentiert Engel Austria (Schwertberg, Österreich) seine Technologien für die Verarbeitung von Organoblechen und unidirektionalen Tapes, In-situ-Polymerisation, Hochdruck-Harz-Transfer-Molding (HP-RTM) und Flow-Molding mit SMC.

Engel demonstriert auf der Messe sein Organomelt-Verfahren mit ausgestellten Musterteilen. Dabei werden thermoplastische Faserverbund-Prepregs wie Organobleche und unidirektionale Tapes umgeformt und funktionalisiert. So können beispielsweise Verstärkungsrippen oder Montageelemente direkt nach dem Thermoformen mit einem Thermoplast umspritzt werden, was einen effizienten und vollautomatischen Fertigungsprozess ermöglicht. In den USA nutzt Engel diese Technologie zur Massenproduktion anspruchsvoller Strukturbauteile, die sich durch geringes Gewicht und gute Crash-Eigenschaften auszeichnen. Als integrierte Systemlösung für die automatisierte Großserienfertigung lieferte Engel eine Duo-Spritzgießmaschine, mehrere easix-Knickarmroboter für die Vorbereitung großer Mengen von Metalleinlegern und das Handling des Organoblechs, einen viper-Linearroboter und einen Engel-Infrarot(IR)-Ofen.

Für Organobleche und unidirektionale glas- und/oder carbonfaserverstärkte Tapes mit thermoplastischer Matrix soll die Engel-Organomelt-Technologie geeignet sein. Zur Effizienzsteigerung können die Faserstapel inline und im Spritzgießprozesszyklus gelegt und konsolidiert werden. Neben Spritzgießmaschinen, Robotern und IR-Öfen kommen Pick-and-Place-Bandstapeleinheiten mit optischer Bildverarbeitung aus der hauseigenen Entwicklungs- und Konstruktionsabteilung zum Einsatz. Zusammen mit seinem Partner Fill (Gurten, Österreich) hat Engel sein Sortiment kürzlich um eine Konsolidierungseinheit für Faserstapel mit unterschiedlichen Wandstärken erweitert.

Ein weiteres ausgestelltes Verfahren ist die In-situ-Polymerisation von ε-Caprolactam in faserverstärkte Kunststoff-Verbundwerkstoff-Trägerstrukturen und deren Funktionalisierung im Spritzguss. In der vertikalen Maschine Engel v-duo laufen der Reaktiv- und der Spritzgießprozess parallel ab. Dank der niedrigen Viskosität des aufgeschmolzenen ε-Caprolactams lassen sich vorgeformte, trockene Verstärkungstextilien besonders gut benetzen, so das Unternehmen, so dass beim Polymerisieren zu Polyamid 6 (PA6) ein elastischer Verbund entsteht. Diese wird in einer zweiten Kavität des Werkzeugs durch Umspritzen von Verstärkungsrippen und Konturen aus faserverstärktem PA6 funktionalisiert. Als erster Anbieter am Markt setzt Engel auf die Möglichkeit, das feste Monomer bedarfsgerecht durch die In-situ-Polymerisation aufzuschmelzen und zu verarbeiten, was zu einer geringeren thermischen Belastung und damit zu einer höheren Produktqualität führen soll. Die niedrige Bedienhöhe erleichtert die manuelle Arbeit. Gleichzeitig ermöglicht das v-duo effiziente Automatisierungslösungen und beschleunigt die Industrialisierung neu entwickelter Verarbeitungsverfahren.

Zu sehen sind auch die CFK-Rückwände des Audi A8 , die von Voith Composites (Garching, Deutschland) auf einer Engel v-duo 1700 Maschine im vollautomatischen HP-RTM-Verfahren hergestellt werden.

Außerdem präsentiert Engel Getriebeträger aus Sheet Moulding Compound (SMC). In einem Entwicklungsprojekt hat Engel gemeinsam mit dem Institut für Polymer Product Engineering IPPE der Johannes Kepler Universität (Linz, Österreich) sowie Hexcel (Stamford, Connecticut, USA) und Alpex (Mils, Österreich) ein Produktionsverfahren entwickelt basierend auf Flow Moulding für Zahnradträger. Ausgangsmaterial ist ein flaches Kohlefaser-Prepreg mit Faserlängen von 50 mm und einer Matrix aus Epoxidharz. Die Analyse der ersten Bauteile soll Gewichtseinsparungen und verbesserte Bauteileigenschaften im Vergleich zum Original-Aluminiumbauteil zeigen.

Flow Moulding mit SMC eignet sich laut Engel für eine Reihe von Faserverbundbauteilen, von anspruchsvollen Sicht- und Außenhautteilen bis hin zu Strukturbauteilen mit integrierter Funktionalität. In kurzen Zyklen sind komplexe Geometrien und lackierfähige Oberflächenqualitäten erreichbar. Für die SMC-Bearbeitung sei die Engel v-duo-Maschine aufgrund ihrer leistungsstarken Mess- und Regeltechnik, des flexiblen Pressverfahrens und der integrierten Parallelitätsregelung geeignet. Auch die Bearbeitungsparameter lassen sich leicht an Bauteilanforderungen anpassen.