Präzisions-Umformstation wird zur Plattform für thermoplastische Sandwichverbunde

Leichtbau mit Kreislaufgedanken

Übergeordnetes Ziel ist es, Deck- und Kernlagen möglichst aus werkstoffgleichen oder polymerkompatiblen Materialien aufzubauen und thermisch zu fügen. Mono-Matrix-Konzepte erleichtern die stoffliche Wiederverwertung und unterstützen geschlossene Werkstoffkreisläufe. Gleichzeitig lassen sich die spezifischen Vorteile unterschiedlicher Kernkonzepte nutzen: Wabenkerne ermöglichen hohe Steifigkeit bei niedrigem Gewicht, während Partikelschaumkerne zusätzliche Potenziale für Energieabsorption, Akustik, Wärmedämmung und Funktionsintegration bieten.

Größere Bauteile mit präziser Erwärmung

Mit der Erweiterung werden die IR-Strahlerfelder auf eine Erwärmungsfläche von 1500 × 1000 mm vergrößert. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für großformatige Bauteile und Paneele, beispielsweise im Automobilbau, Caravaning-Bereich, für Schienen- und Nutzfahrzeuge, im Bauwesen oder der Logistik. Ein wesentlicher Bestandteil ist die präzise Einzelstrahlerregelung für die individuelle Ansteuerung von oberem und unterem Strahlerfeld. Damit lassen sich Temperaturverteilungen besonders bei dünnwandigen Decklagen und großen Bauteilflächen homogenisieren und gezielt an unterschiedliche Werkstoffkombinationen, Lagenaufbauten und Geometrien anpassen.

Mehrlagige und funktionale Aufbauten

Zusätzlich wird das Handlingsystem erweitert. Es ermöglicht die prozesssichere Aufnahme, Erwärmung und Umformung von drei- und mehrlagigen Aufbauten. Deck- und Kernlagen können kontrolliert gespannt, in unterschiedlichen Ebenen zusammengeführt und während des Fügevorgangs gezielt nachgeführt werden. Ein kontrolliertes Nachgleiten der Einzellagen hilft Spannungen, Faltenbildung und lokale Verbundfehler zu vermeiden. Neben thermoplastischen Sandwichverbunden mit Waben- oder Partikelschaumkern können perspektivisch auch komplexe Lagenaufbauten untersucht werden. Dazu gehören neben Organoblechen und Tapes auch orientierte Folien, Tiefziehfolien, Dekorfolien, Vliese, eigenverstärkte Laminate sowie Funktionslagen wie Brandschutzschichten, Leiterbahnen, Heizstrukturen oder Sensorik. Die Anlage verbindet damit Struktur, Oberfläche und Funktion in einem integrierten Fertigungsprozess.

Effiziente Prozessrouten für thermoplastische Sandwichverbunde

Die Erweiterung ermöglicht mehrere Prozessrouten: Zum einen können thermoplastische Halbzeuge schnell und effizient erwärmt und mit Kernlagen homogener Dicke zu 2D-, 2,5D- oder 3D-Sandwich-Bauteilen umgeformt und gefügt werden. Für den Partikelschaumzweig wird zusätzlich ein mobiles Einblasaggregat integriert. Damit können alternativ vorgeschäumte thermoplastische Perlen direkt bei der Verarbeitung zwischen Decklagen eingebracht und zu einem festen Kern variabler Dicke verschweißt werden. Für diese neuartige Prozessroute werden vorbehandelte Schaumperlen unter Wärme und Druck verschweißt, ohne auf energieintensive Heißdampfprozesse zurückzugreifen. Dies ist besonders für dünnwandige Sandwichverbunde interessant, da thermoplastische Deckschichten einerseits Wärmemenge mitbringen, andererseits den Wärmeeintrag in den Kernbereich erschweren. Bei geschickten thermischen Umgebungsbedingungen im Werkzeug können Synergieeffekte erzielt und eine energieeffiziente Prozessführung angestrebt werden.