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Escales-Preis

Zur Fakuma 2021 versorgen wir Sie mit News, Produkten und Neuigkeiten rund um die Fachmesse am Bodensee. 

Messe-Special Fakuma

Leichtbau mit Faserverbundkunststoffen spart im Betrieb von Automobilen und Flugzeugen Energieressourcen ein. Den Einsparungen stehen jedoch häufig höhere Verbräuche in der Produktion gegenüber. Deshalb rückt die Nachhaltigkeit bei der Fertigung verstärkt in den Fokus. Eine entsprechende Nachhaltigkeitsbetrachtung für die Verarbeitung von thermoplastischen UD-Tapes zu funktionsintegrierten Bauteilen hat das Forschungsinstitut Neue Materialien Bayreuth durchgeführt.

Bild 1. Leichtbau vs. konventionelle Bauweise: Schematische Darstellung des Energiebedarfs für Leichtbaulösungen im Vergleich zu konventionellen Lösungen in der Herstellung sowie anschließenden Nutzungsphase.

16:9

Die Umweltauswirkungen der Produktion von FVK-Bauteilen bewerten

Fasern

Faserverarbeitung

UD-Tapes

Nachhaltigkeit

Faserverbundwerkstoffe

Kunststofffasern

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Schnüre, Bänder, Tapes

Wie nachhaltig ist Leichtbau wirklich?

Gefran hat eine neue Produktreihe auf den Markt gebracht: die hochpräzisen und robusten magnetostriktiven Wegaufnehmer der Hyperwave-Serie. Die Sensoren arbeiten berührungslos, zeichnen sich durch ihre hohe EMV-Störfestigkeit aus und sind unempfindlich gegenüber Vibrationen sowie Schock.

Die Hyperwave-Sensoren sind in den Bauformen Stab und Profil für verschieden lange Messwege sowie mit verschiedenen Schnittstellen erhältlich.

Neue Sensoren für verschiedene Anwendungen

Sensorik fÃ¼r Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen

Sensoren / Messwertaufnehmer

Wickelmaschinen

Pressen, hydraulisch

SpritzgieÃmaschinen

Fertigungsmesstechnik

LÃ¤ngenmesssensoren

Robuste Wegaufnehmer  mit hoher Lebensdauer

Wer wie die Kunststofftechnik Krug zu großen Teilen auf den Automobilsektor setzt, der kommt an der immer weiter Platz greifenden E-Mobilität und den damit zusammenhängenden Umwälzungen in der Branche nicht vorbei. Das Unternehmen hat deshalb an allen seinen Standorten vorausschauend in neue Verarbeitungsverfahren investiert.

Gesamtansicht der Anlage von oben mit nachgeordneter Qualitätsprüfung und Montage. Der Roboter ist mit der gleichen Programmieroberfläche ausgestattet wie die Spritzgießmaschine. Rechts im Bild die Anschlüsse für das aufwendig temperierte und überwachte Werkzeug in der 6500-kN-Maschine 

Neuinvestition und Verfahrenskombination – klares Kalkül der Krug Gruppe

Automatisierungszellen

Schaumspritzgießen

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Automatisierungstechnik

Spritzgießmaschinen

Weltweit größte FDC-Anlage

Kleinwindenergieanlagen lassen sich aktuell im Binnenland kaum rentabel betreiben . Die Partner EAB Gebäudetechnik Luckau GmbH und das Fachgebiet Polymerbasierter Leichtbau der BTU Cottbus-Senftenberg haben dieses Manko nun behoben: Passive Smartblades aus 3D-gedruckten Formwerkzeugen passen sich den Windverhältnissen an. Dies gelingt durch einen intelligenten Lagenaufbau und dessen Biege-Torsions-Kopplung.

Das neuentwickelte Rotorblatt ist speziell für Schwachwindregionen geeignet und passt sich eigenständig an die Windlast an

Additiv gefertigte FKV-Formwerkzeuge für FKV-Bauteile von Kleinwindenergieanlagen

Glasfasern / -matten

Simulation Produkt- / Formteildesign

Finite Methoden

Harze, Epoxid

Windkraft

Analysetools, FEM

Hocheffiziente adaptive Faserverbund-Rotorblätter

Der Leichtbau gewinnt besonders im Automobilbau zunehmend an Bedeutung und ist Thema in zahlreichen Forschungsprojekten. Welch hohes Potenzial das Faser-Direkt-Compoundieren von Arburg hierfür bietet, zeigt das Verbundprojekt MoPaHyb – Modulare Produktionsanlagen für Hybridbauteile.

Mit der Kombination aus Spritzpressen und FDC-Verfahren lassen sich, wie bei dieser Sitzlehne, bisher nicht herstellbare Bauteildimensionen umsetzen

MoPaHyb-Projekt: Leichtbauverfahren FDC in Kombination mit Spritzpressen

Hybridtechnik

Kohlenstofffasern / -matten

Pressen von Kunststoffen

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Langglasfaserverarbeitung im großen Stil

Für die Herstellung von Leichtbaukomponenten mittels Thermoplast-Tapelegen kommen oft Diodenlaser zum Einsatz. Gängige Bandablegesysteme sind in ihrer Produktionskapazität jedoch begrenzt, da sie nur mit einem Bearbeitungskopf arbeiten. Die Laserline GmbH verspricht mit einem flexiblen Multikopfsystem Abhilfe.

Der Direktdiodenlaser LDMdirect von Laserline erleichtert durch seine geringe Gehäusebreite von nur 50 mm den Einbau in Fließbandanlagen. Weiterer Pluspunkt: Es lassen sich mehrere Bearbeitungsköpfe nebeneinander in eine Aufspannung integrieren

Mehrere Bearbeitungsköpfe in einer Reihe optimieren Verfahrensgeschwindigkeit

Halbleiterlaser, Diodenlaser

Die Hydra unter den Diodenlasern

Engel konnte nachweisen, dass sich Regranulate aus Organoblechverschnitt unter Beibehaltung der Materialeigenschaften im Spritzgießverfahren verarbeiten lassen. Composite-Rohstoffe könnten so vollständig im Kreislauf gehalten werden. Das macht die Materialien für den Leichtbau umso interessanter.

Das tapebasierte Organoblech wird mit einem Regranulat, das aus Verschnittabfällen derselben Organobleche produziert wird, umspritzt. Dieser konsequente Monomaterialansatz macht es möglich, Composite-Rohstoffe vollständig im Kreislauf zu halten 

Regranulat aus Organoblech-Beschnitten beim Spritzgießen einsetzen

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoff-Recycling

100 Prozent Materialnutzung

Für eine schnelle Lebensdauerabschätzung von kurzglasfaserverstärkten Kunststoffe wird der Einfluss wechselnder Last und Frequenz in Form von Lastkollektiven auf die Werkstoffermüdung  untersucht und eine integrative Berechnungsmethodik zur Strukturauslegung vorgestellt.

20:7

Kurzglasfaserverstärkte Thermoplaste im Stresstest

Thermoplaste

Kollektives Versagen vermeiden

Der Klima- und Verkehrswende kommen ausgeklügelte Faserverbundlösungen zugute. Für Marine, Infrastruktur und Schienenfahrzeugbau konkurrieren vielfältige Brandschutzkonzepte. Die Branche widmet dem Recycling größere Aufmerksamkeit.

Das erste naturfaserverstärkte Satellitenpaneel ermöglicht eine sichere Weltraumerkundung und verglüht beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre vollständig

Faserverbundkunststoffe beleben das Transport- und Bauwesen

Composite-Halbzeuge

Verstärkungsstoffe

Naturmaterialien

Composites setzen Trends im Leichtbau

Für einen von Forschern der Universität Stuttgart und der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung entworfenen Tragwerksknoten standen pflanzliche Verzweigungen wie Astgabeln Pate.

Baustoffe

Baukonstruktion

Die Natur als Pate

 Bei der Produktion von Organoblechen fallen Verschnittreste an, die sich nicht direkt wieder in den Herstellungsprozess zurückführen lassen. Die werkstoffliche Verwertung dieser Verschnitte stellt dafür einen vielversprechenden Recyclingansatz dar.

Selbst bei einer möglichst optimierten Herstellung von Organoblechen fallen dennoch relativ große Mengen an Verschnittresten an 

Faserverstärkte Thermoplaste mechanisch rezyklieren und in die Produktion zurückführen

Mahlgut

Mahlen

Organoblech-Verschnitte recyceln

Auf der Suche nach einer wirtschaftlichen Lösung zur Fertigung von Composites kam eine Oberkolbenpresse von Wickert Maschinenbau in die engere Wahl. Außer der ungewöhnlich hohen Öffnungskraft waren Heizplattentemperaturen von bis zu 340°C sowie die enorme Zykluszeit von bis zu 72 Stunden gefordert. 

Composite-Bauteile mit Hochleistungsthermoplasten wirtschaftlich fertigen 

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Presse mit 4000 kN Öffnungskraft  

Lebensmittelverpackungen, Smartphones und Solarpanele: Weltweit ist biaxial orientierte Polyesterfolie im Einsatz. Doch das Material wird unter Nachhaltigkeitsaspekten hinterfragt.

Bis zu 35 % Wärmeenergie einsparen: Die verbesserte Luftführung der TDO-Reckanlage steigert die Energieeffizienz bei der  PET-BO-Herstellung 

Wie sich die Nachhaltigkeit von PET-BO-Folien steigern lässt

Flachfolienanlagen

Polyethylenterephthalat

Folienabzug- und -aufwickelmaschinen

Folienreckanlagen

Schrumpf ist Trumpf

Additive bestehen oft aus Zusatzstoffmischungen heterogener Komponenten. Deren Anisometrie führt dabei zu Bauteileigenschaften, die sehr stark von der Ausrichtung der Zusatzstoffe abhängig sind.

Simulierte Faserorientierung für eine Zusatzstoffmischung aus Fasern und Kugeln mit jeweils einem Volumenanteil von 4 %

Orientierungsverhalten von Zusatzstoffmischungen simulieren

Additiv-Konzentrate

Prozesssimulation

Spritzgießsimulation

Füllstoffe, allgemein

Additiv-Batches

Elektrisch leitende Füllstoffe (Metalllegierungen, Ruß, Graphit)

Wenn die Faser mit dem Plättchen

Carbonfasern sind kostspielig und deshalb interessant für das Recycling. Die Ergebnisse des Projekts RecyCarb ermöglichen die Mehrfachnutzung von Carbonfasern durch einen funktionellen Wiedereinsatz. Erste Demonstratoren belegen die industrielle Umsetzbarkeit.

 Carbonvliesstoffanlage des STFI mit Fallschneidemaschine (1), Reißmaschine (2), Füllschacht (3), Airlay (4), Krempel (5), Kreuzleger (6), Nadelmaschine (7) und Nähwirkmaschine des Typs Mali- watt (8)

Wiedereinsatz rezyklierter Carbonfasern in anspruchsvollen Bauteilen

Zweites Leben für Carbon

Zur Erwärmung von endlosfaserverstärkten Thermoplasten eignet sich auch der Joule-Effekt. Am Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem Halbzeuge über Kontaktelemente bestromt werden.

Joulesche Erwärmung: Durch Halbzeuge fließt Strom über direkte Kontaktelemente und erwärmt das Bauteil von innen heraus über das gesamte Volumen

Einfluss der Kontaktierung auf die Joulesche  Erwärmung endlosfaserverstärkter Thermoplaste

Heizeinrichtungen, elektrisch

Richtig heiß mit runden Ecken

In der Extrusion liegt nach wie vor die Effizienzsteigerung im Fokus. Neben energiesparsamen Systemen werden darunter zunehmend die Flexibilisierung von Anlagen und Prozessen sowie die Reproduzierbarkeit von Qualität in der Produktion verstanden. Insbesondere die Folienbranche verfolgt auch in diesem Jahr das Ziel der Prozessoptimierung und Digitalisierung. 

Effizienz bleibt angesagt 

Extrusion auf der K 2019  