Conbility und Fraunhofer IPT kooperieren in der Weiterentwicklung von Fiber- und Tape-Placement-Systemen

Längst kommen Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen nicht mehr nur für Hochleistungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz. Rohrleitungen für industrielle Anwendungen und Komponenten für den Automobilbau oder den Konsumgüterbereich lassen sich inzwischen automatisiert und damit vergleichsweise kostengünstig durch Tape-Placement- und Wickelprozesse fertigen.
Im Rahmen der Kooperation zwischen Conbility GmbH und Fraunhofer IPT wird die Technologie des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT weiterentwickelt und anhand von Industriebedarfe in die Industrieanwendung überführt.

Die Conbility GmbH erweitert durch die Kooperation ihr Produktspektrum um zwei Systeme, in denen die PrePro-Technologie des Fraunhofer IPT zum Einsatz kommt. Das Unternehmen leistet für die neuen Standardsysteme, die in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPT entstanden sind und jetzt durch Conbility vertrieben werden, den technischen Support und führt die Wartung der Anlagen sowie Schulungen für Industriekunden durch. Die beiden neuen Tape-Placement-Systeme »PrePro 2D« und »PrePro 3D« zeigen die beiden Partner nun erstmals auf der Verbundwerkstoff-Fachmesse »JEC World« vom 6. bis 8. März 2018 in Paris auf der AZL Composites in Action Area in Halle 5A, Stand C55.

PrePro 2D: Automatsierte Herstellung flacher, unidirektionaler Laminate
Mit der PrePro-2D-Anlage (Abb.1) lassen sich flache, unidirektionale Laminate aus thermoplastischen Tapes automatisiert herstellen. Das System nutzt dafür einen Dreh- und Verschiebetisch, der relativ zur Applikator-Station bewegt. Die Tischgröße ist je nach Kundenwunsch skalierbar. Standard-Tischdurchmesser betragen 1200 mm oder 2000 mm. Die Tape-Applikator-Station kann modular wahlweise mit einer einzelnen oder mit mehreren Tape-Spulen ausgerüstet werden. Als Standard-Heizquelle kommt ein Infrarotstrahler mit neun Kilowatt Leistung zum Einsatz. Dies ermöglicht eine In-situ-Konsolidierung der thermoplastischen Laminate – ein nachträglicher Pressprozess kann entfallen.

PrePro 3D: Modularer Tape-Applikator mit VSCEL-Technologie
Der PrePro-3D-Applikator (Abb.2) ist als Einzelsystem erhältlich und kann als Nachrüstlösung modular in vorhandene Roboter- oder Maschinensysteme integriert werden. Im Unterschied zur PrePro-2D-Anlage ist dieses System für verschiedene Materialien einsetzbar. Es eignet sich für das Dry-Fiber-Placement zur Herstellung dreidimensionaler Preforms ebenso wie für das laserunterstützte Thermoplast-Tape-Placement und selbst für die Herstellung komplexer 3D-Strukturen und gewickelter Bauteile. Zur einfachen Integration in bestehende Anlagen verfügt das System über eine dezentrale Prozess-Steuerung, die über Standardschnittstellen mit dem Maschinensystem kommuniziert und eine besondere Vielseitigkeit bei der Anwendung sicherstellt.

Das Fraunhofer IPT in Aachen verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Tape-Placement und Wickel-Systemen. In zahlreichen öffentlich geförderten Projekten und in Industriekooperationen wurden in den vergangenen Jahren unterschiedliche Placement- und Wickel-Systeme sowie kundenindividuelle Sondermaschinen entwickelt, aufgebaut, optimiert und in die Industrieanwendung überführt. Das Fraunhofer IPT entwickelt dafür nicht nur Prozessregelungs- und Inline-Qualitätssicherungssysteme laufend weiter, sondern verfügt auch über umfangreiche Erfahrungen im Einsatz verschiedener Wärmequellen wie Heißgas, Infrarotstrahler, Mikrowellen- und Lasertechnologie.

Abb. 1: Maschinensystem »PrePro 2D« für das Tapelegen zu maßgeschneiderten Organoblechen und Laminaten mit In-situ-Konsolidierung. Copyright: Fraunhofer IPT

Abb.2: Applikator »PrePro 3D« zur modularen Integration in bestehende Produktionssysteme. Copyright: Fraunhofer IPT

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Thomas Weiler M.Sc.
Conbility GmbH
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