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Georg Kaufmann Formenbau AG: Kombinationswerkzeug für den Leichtbau

| Redakteur: Anne Richter

>> Ein neues kombiniertes Umform- und Spritzgiesswerkzeug zur Herstellung von Leichtbauteilen aus gewebeverstärktem Kunststoff hat die Georg Kaufmann AG entwickelt. Diese GK LIP fibre-Technologie hat das Unternehmen erstmals auf der Kusntstoffmesse 2010 in Düsseldorf vorgestellt.

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Werkzeugtechnologie GK LIP fibre: Stempel- und Matrizenseite des Umform- Spritzgiess-Werkzeugs zum Herstellen eines Pkw-Seitenaufprallschutzes aus gewebeverstärktem Kunststoffhalbzeug mit aufgespritzten Versteifungsrippen. (Bild: Georg Kaufmann Formenbau)
Werkzeugtechnologie GK LIP fibre: Stempel- und Matrizenseite des Umform- Spritzgiess-Werkzeugs zum Herstellen eines Pkw-Seitenaufprallschutzes aus gewebeverstärktem Kunststoffhalbzeug mit aufgespritzten Versteifungsrippen. (Bild: Georg Kaufmann Formenbau)

ari. Auf der Kunststoffmesse K 2010 hat die Georg Kaufmann Formenbau AG aus Busslingen als Messeneuheit die Werkzeugtechnologie GK LIP fibre (Georg Kaufmann Lightweight Integrated Process fibre) vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein kombiniertes Umform- und Spritzgiesswerkzeug, mit dem sich Leichtbauteile aus gewebeverstärktem Kunststoff herstellen lassen. Diese Teile zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Steifigkeit aus und weisen ein bis zu 25% geringeres Gewicht als vergleichbare Metallteile auf. Entsprechend gross war das Interesse der Messebesucher insbesondere aus der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie sowie aus anderen Industriezweigen an dieser innovativen Werkzeug- und Verfahrenstechnik.

Exakte Abstimmung der Abläufe im Werkzeug

Während der K-Messe 2010 war die abfallfreie Fertigung eines Pkw-Seitenaufprallschutzes auf einer Spritzgiessmaschine von Krauss Maffei im praktischen Betrieb zu sehen. Für die Herstellung dieses dynamisch belasteten Strukturbauteils wird im Werkzeug zunächst ein vorgeheiztes gewebeverstärktes Kunststoffhalbzeug umgeformt, anschliessend werden Versteifungsrippen aus langglasfaserverstärktem Kunststoff angespritzt. Bei dieser neuartigen Kombination von Umformen und Spritzgiessen müssen die Abläufe im Werkzeug exakt aufeinander abgestimmt sein, um die erforderliche Produktqualität und Prozesssicherheit sicherzustellen. Der erste Schritt, das Umformen des verstärkten Kunststoffhalbzeugs, beginnt mit dem Vorlauf eines Matrizeneinsatzes, der das Kunststoffhalbzeug auf den Stempel drückt und dort fixiert. Beim anschliessenden Umformen dürfen sich im Gewebe keine Falten bilden und die Faserausrichtung muss der künftigen Bauteil-Beanspruchung Rechnung tragen.

Wenn dieser Umformvorgang beendet ist, ist das Werkzeug geschlossen. Dann werden über ein Heisskanalsystem die Verstärkungsrippen aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgespritzt. Dabei verbindet sich die heisse Schmelze durch und durch mit dem Halbzeug. Die Fliesswege stellen zusätzlich sicher, dass auch diejenigen Bereiche des Strukturbauteils vollständig ausgeformt sind, die beim Umformen nicht gefüllt werden können.

Sensoren zur Überwachung der Prozessschritte

Das Umform- und Spritzgiesswerkzeug GK LIP fibre hat die Georg Kaufmann Formenbau AG mit einigen Sensoren zur Messung von Druck und Temperatur bestückt. Sie dienen dazu, den Ablauf der Prozessschritte Umformen und Nachfliessen des gewebeverstärkten Kunststoffhalbzeugs, Einspritzen der Kunststoffschmelze und vollständiges Ausformen des Strukturbauteils zu überwachen und für künftige Anwendungen besser zu verstehen. Auch weitere derartige Werkzeuge werden mit – allerdings erheblich weniger – Sensoren ausgestattet sein. Gerade bei sicherheitsrelevanten Bauteilen sind sie zur Prozessüberwachung und Qualitätsdokumentation unabdingbar.

Partner bei der Realisierung des Gesamtprojekts waren Audi AG, Krauss Maffei Technologies GmbH, Lanxess Deutschland GmbH, Bond-Laminates GmbH und Jacob Composite GmbH. <<

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