ThermHex Waben und Fraunhofer IMWS verbessern Wabenproduktion mit innovativer Organosandwich-Technologie

Im vergangenen Jahrzehnt hat ThermHex kontinuierlich Durchbrüche in der ThermHex-Thermoplast-Wabentechnologie gemeldet, einem Patent von Belgiens EconCore. Die ThermHex Waben GmbH, EconCores deutsche Tochtergesellschaft, die PP-Wabenkerne für wirtschaftliche Sandwichplatten herstellt, arbeitet langfristig mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) in Halle zusammen. Gemeinsam haben sie mehrere F&E-Projekte durchgeführt, die sich auf die Rationalisierung von Produktions- und Verarbeitungstechniken für hochvolumige Wabenkerne und den Organosandwich konzentrierten.

Der Organosandwich ist ein Halbfertigprodukt, das aus zwei ultradünnen thermoplastischen Faserverbund-Deckschichten (Organoblechen) besteht, die durch einen thermoplastischen Wabenkern getrennt sind. Er bietet außergewöhnliche Steifigkeit bei minimalem Gewicht und macht zusätzliche Versteifungsrippen überflüssig.

Wenn der Organosandwich inline mit dem Wabenkern in einem kontinuierlichen Prozess integriert und direkt verbunden wird, werden die resultierenden Komponenten hocheffizient. Das Fraunhofer IMWS hat die TS-Formtechnologie entwickelt – unter dem Markennamen TS-Molding –, um diese Komponenten durch Spritzgießen in sehr kurzen Zykluszeiten thermisch zu formen und zu funktionalisieren.

Die TS-Formtechnologie, ein direktes Ergebnis dieser Zusammenarbeit, wird ThermHex vollautomatisierte Produktionslinie verbessern. Sie wird dem Unternehmen helfen, sein ehrgeiziges Ziel von 2,2 Millionen Pfund Organosandwich und Wabenkernen in diesem Jahr zu erreichen, mit einem prognostizierten jährlichen Wachstum von 10 % bis 20 % danach.

Traditionell werden Wabenkerne hergestellt, indem jede Schicht aus einem Block geschnitten und dann laminiert wird – ein Ansatz, der sowohl komplex als auch kostspielig ist. ThermHex kontinuierlicher Inline-Prozess eliminiert diese Schritte: Nach der Extrusion wird das Band rotationsvakuumgeformt, gefaltet, laminiert und auf die gewünschte Länge geschnitten – alles auf einer einzigen Produktionslinie. Diese Integration reduziert den Ressourcenverbrauch und die Herstellungskosten erheblich.

Am Standort Halle kann ThermHex Wabenkerne mit Dicken von 0,2 Zoll (3 mm) bis 1,8 Zoll (30 mm) herstellen, mit sehr kleinen Zellgrößen für überlegene Oberflächenqualität. Individuelle Längen können bis zu 19,69 ft (6 m) erreichen. Diese Kerne werden breit im Faserverbundsektor zur Herstellung von Sandwichplatten und -komponenten für LKW-Aufbauten, Automobilinnenräume, vorgefertigte Badezimmer und Schwimmbäder eingesetzt.

Sandwichkonstruktion bietet enormes Gewichtsreduktionspotenzial. Durch die Trennung von zwei dünnen Deckschichten mit einem leichten Kern sind Gewichtsreduktionen von über 80 % im Vergleich zu monolithischen Strukturen erreichbar – neben erheblichen Materialkosteneinsparungen.

Laut den Kooperationspartnern ist ThermHex Einzeilen-Produktionsprozess der einzige gangbare Weg, um eine kosteneffiziente, kontinuierliche Fertigung von Organosandwich-Halbfertigprodukten zu erreichen.

„Diese Zusammenarbeit zwischen ThermHex und Fraunhofer IMWS wird branchenführende Veränderungen in der Wabentechnologie bringen“, sagt Mona Boche-Würfel, Marketing- und Kommunikationsmanagerin bei ThermHex. „Die Technologie, die wir entwickeln, wird die Massenproduktion von nahezu CO₂-neutralen Sandwichplatten mit sehr kurzen Zykluszeiten als Teil eines hocheffizienten Prozesses ermöglichen.“

ThermHex PP-Wabenkerne mit thermoplastischen Deckschichten werden bereits im Automobilsektor eingesetzt, einschließlich des Kofferraumbodens des Maserati Ghibli und Jaguar F-Type sowie der Kofferraumabdeckung des Toyota Prius PHV.

Das Organosandwich-Gemeinschaftsforschungsprojekt wurde im Rahmen des EFRE-Programms von der Europäischen Union über die Investitionsbank Sachsen-Anhalt gefördert.