Dieffenbacher: Pressen für Kunststoffindustrie Effizient Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen produzieren

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Fertigungstechnologien und Anlagen zum Produzieren vor allem leichter Bauteile aus unterschiedlichen thermo- und duroplastischen, mit Fasern verstärkten Kunststoffen für den Leichtbau entwickelt und verwirklicht der Maschinen- und Anlagenbauer Dieffenbacher im baden-württembergischen Eppingen.

Die Zukunft der Mobilität umfasst neben den traditionellen Branchen wie der Automobil-, der Luft- und Raumfahrt- sowie der Sport- und Freizeitindustrie zahlreiche weitere Anwendungen, die sich unter dem Mega­trend E-Mobilität zusammenfassen lassen. Beispiele sind Transport- und Passagierdrohnen und auch elektrisch angetriebene Surfboards und Jetskis. Dazu sagt Georg Obermaier, Leiter der Business Unit Forming beim Pressenhersteller Dieffenbacher: «Die Mobilität der Zukunft wird von Tag zu Tag vielfältiger. Dafür entwickeln wir komplette Anlagen zum Herstellen von Composite-Bauteilen.»

Gehäuse und Strukturbauteile

Mit Fasern verstärkte Bauteile aus Kunststoffen nutzt man inzwischen unter anderem für Batteriegehäuse, Batteriekästen und Abdeckungen beispielsweise für Unterböden von Fahrzeugen. Sie dienen aber auch bei weiteren Fahrzeugen der voran­schreitenden E-Mobilität als Strukturbauteile, beispielsweise bei Drohnen und Fahrrädern. Zum Fertigen solche Komponenten, wie Fahrradfelgen oder -rahmen, eignen sich Verfahren zum Verarbeiten von Sheet Molding Compound (SMC), GMT (mit Glas-Matten verstärkte Thermoplaste) sowie das direkte Pressen von Thermoplasten, die mit geschnittenen Fasern verstärkt sind (Long Fiber Thermoplastic Direct-Molding, LFT und LFT-D). Dafür konzipierte Anlagen, die im Wesentlichen aus einer hydraulischen Presse und der erforderlichen Peripherie – häufig einer Automation – bestehen, konzipiert Dieffenbacher.

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Vollständig automatisiert

Um mit Fasern verstärkte Kunststoffe zu dreidimensionalen Werkstücken zu formen, sind zunächst Platten oder biegeschlaffe Matten in die Formen auf hydraulischen Pressen einzulegen. Mitunter sind auch Pressmassen und zusätzlich individuell geschnittene Fasermatten oder einzelne Fasern in die Formen einzubringen. Dafür geeignete Verfahren und Anlagen verwirklicht ebenfalls der Pressenhersteller in Eppingen. So hat er unter anderem eine Anlage Tailored Blank Line, einschliesslich der Tape­lege- und Konsolidierungstechnologien Fiberforge und Fibercon beim Kunststoffverarbeiter Re­in4ced im belgischen Löwen installiert. Damit verfügt das belgische Unternehmen über eine effiziente und wirtschaftliche Technologie zum Herstellen komplexer Bauteile aus thermoplastischen Kunststoffen. Auf der Anlage produziert das Unternehmen Fahrradrahmen. Dazu werden automatisiert mit Carbonfasern verstärkte Tapes (vorgeformte Streifen und Platten) eingelegt, konsolidiert (durch Wärme entspannt) und in der beheizten Form zur endgültigen Geometrie umgeformt. Die hydraulischen Pressen durchlaufen dabei jeweils individuell abgestimmte Presszyklen.

Ein Anlage zum Formen von Bauteilen aus duroplastischen Kunststoffen im Verfahren SMC hat Dieffenbacher beim Produktionsunternehmen Teijin in Milovice, Tschechien, verwirklicht. Auf ihr produziert das Unternehmen in Serien stabile Abdeckungen für Batterien.

Verbrauch an Energie und Ressourcen minimieren

Den allgemeinen Aufruf, den Verbrauch an Energie und Ressourcen zu vermindern, berücksichtigt der Pressenhersteller mit zahlreichen ausgeklügelten Funktionen und Ausstattungen seiner hydraulischen Pressen und automatisierten Anlagen. So ist die hydraulische Presse Fiberpress, die beispielsweise beim Produktionsunternehmen Teijin in Tschechien installiert ist, mit drehzahlvariablen Pumpenantrieben ausgestattet. Das minimiert den Energieverbrauch. Die Schneidanlage Fiberforge, die Teil der Automation Tailored Blank Line beim belgischen Bauteilhersteller Rein4ced ist, trägt wesent­lich dazu bei, wertvolle Rohstoffe so effizient wie möglich zu nutzen. Sie kann unidirektionale (UD) Tapes in Winkeln zwischen –45° und +45° zuschneiden und so eine Kontur mit minimalem Verschnitt erzeugen. Die adaptive Akkusteuerung des hydraulischen Antriebssystems optimiert den Energie­verbrauch der hydraulischen Presse. Bei den ersten Presszyklen ermittelt sie automatisch den exakten Energiebedarf für die aktuell anstehende Umformung. Bei allen folgenden Produktionszyklen wird der Akku des Hydraulikantriebs nur noch auf das entsprechend notwendige Druckniveau geladen.

Wirtschaftlicher dank Digitalisierung

Um effizienter und produktiver zu fertigen, nutzen zahlreiche Produktionsunternehmen die Digitalisierungsplattform Evoris. Dazu gehört auch die Schweizer Autoneum in Sevelen, Herstellerin für Fahrzeugteile aus hochwertigen Kunststoffen zum akustischen und thermischen Dämmen. Sie nutzt die Software Evoris bereits seit dem Jahr 2022, um Prozesse und komplexe Anlagen auch mit Elementen von KI zu digitalisieren und zu optimieren. Christoph Bless, Head Operational Maintenance & Repair, erläutert: «Evoris gibt uns deutlich bessere Einblicke in die laufende Produktion und damit auch viel bessere Einflussmöglichkeiten. Der Anlagenbauer Dieffenbacher verfolgt einen Ansatz, der sich von der Masse abhebt. Er bietet das komplette Paket von der Plattform über die Sensorik und das Anlagen-Know-how bis zum Technologiewissen für die gesamte Produktionslinie.»

(kmu)

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