Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »E-Profit«
Leichtbaukomponenten aus Faserverbundkunststoffen (FVK) besitzen großes Potenzial, den Energie- und Materialbedarf in technischen Systemen bei gleichen oder besseren Eigenschaften deutlich zu senken. Für die branchenübergreifende Anwendung in Sektoren wie dem Transportwesen und dem Maschinebau ist die Produktion von FVK-Komponenten aus konventionellen Matrixsystemen (Duroplaste), mit Faserverstärkungen (Gewebe, Gelege) und aufgrund der Verarbeitungsprozesse (Injektions- und Autoklavverfahren) heute oft noch zu energie-, zeit- und personalintensiv.
Die Partner im Projekt »E-Profit« entwickelten deshalb eine ressourceneffiziente, großserientaugliche Prozesskette von FVK-Leichtbaukomponenten unter Verwendung thermoplastischer Matrixsysteme. Ziel war eine Zykluszeit-optimierte Prozesskette für die energieeffiziente Herstellung belastungs- und verschnittoptimierter thermoplast-FVK Halbzeuge (sog. Organobleche) sowie deren Umformung, Funktionalisierung und Besäumung. Außerdem erarbeiteten die Projektpartner Systeme zur integrierten und FVK-gerechten Qualitätssicherung und zur automatisierten Handhabung für eine stabile Produktion.
Ein automatisiertes System für die Herstellung belastungs- und verschnittoptimierter Organobleche war zurzeit am Markt nicht verfügbar und sollte deshalb auch erstmalig im Projekt »E-Profit« in einer Produktionsanlage umgesetzt werden. Ein noch zu entwickelndes Multifunktions-Werkzeug behob die beschriebenen Nachteile bei der derzeitigen Produktion von Leichtbaustrukturen in einer integrierten und verkürzten Prozesskette.
Um dieses Ziel zu erreichen, entwickelten die Partner im Projekt »E-Profit« eine Produktionsanlage und die dazugehörige Fertigungskette – von der Halbzeugherstellung bis zur Bauteilbearbeitung – in mehreren Teilsystemen:
- Ressourceneffiziente Herstellung belastungs- und verschnittoptimierter Organobleche (Energie, Material, Personal)
- In-Situ-Umformung, Besäumung und Funktionalisierung belastungs- und verschnittoptimierter Organobleche
- Prozessübergreifende integrierte Mess- und Qualitätssicherungssysteme
- Automatisierte Handhabung von Halbzeugen, Inserts, Inlays und fertigen FVK-Bauteilen
- Großserientaugliche Herstellung repräsentativer FVK-Leichtbaukomponenten
Projektträger
Projektträger Karlsruhe
Produktion und Fertigungstechnologien (PTKA-PFT)
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Projektpartner
- Magna Seating (Germany) GmbH / Vogelsitze
- Göppel Bus GmbH, Nobitz
- BOND-Laminates GmbH
- PROFIL-Verbindungstechnik GmbH & Co. KG
- Jacob Plastics GmbH
- t+h ingema Ingenieurgesellschaft mbh
- WZL GmbH
- Steinbichler Optotechnik GmbH
- SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH
- ASS Maschinenbau GmbH
Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenkonzept »Forschung für die Produktion von morgen« gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.