JEC World 2019: Engels fortschrittliche Composite-Verarbeitungstechnologien im Fokus

Engel präsentiert innovative Lösungen für Organobleche und UD-Tapes

Auf der JEC World 2019 stellt Engel Austria (Schwertberg, Österreich) seine Spitzentechnologien für die Verarbeitung von Organoblechen und unidirektionalen Tapes (UD-Tapes), die In-situ-Polymerisation, das Hochdruck-RTM (HP-RTM) sowie das Flow Molding mit SMC vor.

Organomelt-Prozess: Effiziente Automatisierung thermoplastischer Prepregs

Engel demonstriert seinen Organomelt-Prozess mit Exponaten. Dabei werden thermoplastische Faserverbund-Prepregs – Organobleche und UD-Tapes – umgeformt und funktionalisiert. Beispielsweise können Verstärkungsrippen oder Montageelemente unmittelbar nach dem Thermoformen mit einem Thermoplast umspritzt werden, was einen effizienten, vollautomatisierten Fertigungsprozess ermöglicht. In den USA nutzt Engel diese Technologie bereits zur Serienfertigung anspruchsvoller Strukturkomponenten mit geringem Gewicht und guten Crasheigenschaften. Dafür lieferte Engel eine Duo-Spritzgießmaschine, mehrere easix-Gelenkroboter für die Vorbereitung großer Mengen an Metalleinlegeteilen und die Handhabung der Organobleche, einen viper-Linearroboter sowie einen Engel-Infrarotofen (IR) als integrierte Systemlösung für die automatisierte Hochvolumenproduktion.

Vielseitigkeit und Inline-Konsolidierung

Die Organomelt-Technologie eignet sich für Organobleche und UD-Glas- oder Kohlefaserverstärkte Tapes mit thermoplastischer Matrix. Zur Effizienzsteigerung können Faserstapel inline und im Spritzgießzyklus gelegt und konsolidiert werden. Neben Spritzgießmaschinen, Robotern und IR-Öfen kommen Pick-and-Place-Tape-Stapeltechniken mit optischer Bildverarbeitung aus der hauseigenen Entwicklung zum Einsatz. Gemeinsam mit dem Partner Fill (Gurten, Österreich) hat Engel sein Portfolio kürzlich um eine Konsolidierungseinheit für Faserstapel mit unterschiedlichen Wandstärken erweitert.

In-situ-Polymerisation von ε-Caprolactam

Ein weiterer gezeigter Prozess ist die In-situ-Polymerisation von ε-Caprolactam zu faserverstärkten Kunststoffverbund-Trägerstrukturen und deren Funktionalisierung im Spritzguss. In der vertikalen Engel v-duo-Maschine laufen Reaktions- und Spritzgießprozess parallel. Dank der geringen Viskosität des geschmolzenen ε-Caprolactams lassen sich vorgeformte, trockene Verstärkungstextilien besonders gut benetzen, was nach der Polymerisation zu Polyamid 6 (PA6) eine hochfeste Verbindung ergibt. In einer zweiten Kavität des Werkzeugs wird das Bauteil durch Umspritzen von Verstärkungsrippen und Konturen aus faserverstärktem PA6 funktionalisiert. Engel ist der erste Anbieter, der das Schmelzen und Verarbeiten des festen Monomers für die In-situ-Polymerisation nutzt, was zu reduzierter thermischer Belastung und damit höherer Produktqualität führt. Die niedrige Bauhöhe erleichtert manuelle Arbeiten, während die v-duo effiziente Automatisierungslösungen ermöglicht und die Industrialisierung neuartiger Verfahrensweisen beschleunigt.

HP-RTM für Audi A8 Heckwand

Ebenfalls ausgestellt: Die CFK-Heckwand des Audi A8, die von Voith Composites (Garching, Deutschland) auf einer Engel v-duo 1700 im vollautomatisierten HP-RTM-Prozess gefertigt wird.

Flow Molding mit SMC für Getriebeträger

Engel präsentiert zudem Getriebeträger aus Sheet Molding Compound (SMC). In einem Entwicklungsprojekt haben Engel, das Institut für Polymer-Produkttechnik (IPPE) an der Johannes-Kepler-Universität (Linz, Österreich), Hexcel (Stamford, Conn., USA) und Alpex (Mils, Österreich) einen Fertigungsprozess auf Basis des Flow Molding für Getriebeträger entwickelt. Ausgangsmaterial ist ein flaches Kohlefaser-Preg mit 50 mm Faserlänge und Epoxidharzmatrix. Analysen der ersten Bauteile zeigen Gewichtsersparnisse und verbesserte Bauteileigenschaften im Vergleich zum ursprünglichen Aluminiumbauteil.

Laut Engel eignet sich Flow Molding mit SMC für ein breites Spektrum an Faserverbundbauteilen – von anspruchsvollen sichtbaren Außenhautteilen bis zu Strukturbauteilen mit integrierter Funktionalität. In kurzen Zyklen sind komplexe Geometrien und lackierbare Oberflächenqualität erreichbar. Die Engel v-duo-Maschine ist für die SMC-Verarbeitung prädestiniert, dank leistungsfähiger Mess- und Regeltechnik, flexiblem Pressprozess und integrierter Parallelitätskontrolle. Die Verarbeitungsparameter lassen sich einfach an Bauteilanforderungen anpassen.