29.07.2014

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Rucks: Vollautomatische Preformanlage mit drapierfähigem Handlingsystem für BMW-Technikum

Für das Technikum der Münchner BMW Group fertigte die RUCKS Maschinenbau GmbH eine Preformanlage Typ KV 298, die bei der Entwicklung von innovativen Preforms ihren Einsatz finden soll. Besonderes Augenmerk sei auf das Materialhandling gelegt worden. Neben sehr hohen Transfergeschwindigkeiten gewährleiste das Handlingsystem den flexiblen Einsatz von unterschiedlichen Carbonstackbreiten und die Möglichkeiten des Drapierens vor dem Verpressen.

Die Anlage besteht im wesentlichen aus 3 Stationen: einer Vorlagestation, einer Heiß- und einer Umformpresse. Den automatischen Materialtransport zwischen den drei Stationen übernimmt ein servomotorisch angetriebenes 3-Achs-Linearsystem. Durch das optimierte Zusammenspiel zwischen Linearsystem und den drei Stationen laufe der Preformprozess vollautomatisch ab und garantiere reproduzierbare Ergebnisse.

Die Vorlagestation dient dem Platzieren der Carbonstacks für eine anschließende automatische Weiterverarbeitung. Mithilfe der Markierung zweier Kreuzlaser können die einzelnen Lagen so ausgerichtet werden, dass eine exakte Faserausrichtung möglich ist. Um auf unterschiedliche Stackbreiten reagieren zu können, ist die Breite der Auflagefläche manuell verstellbar.

In der Heißpresse mit 70 kN Presskraft findet die Temperierung der Carbonlagen statt. Für eine homogene Temperaturverteilung auf der Heizplattenoberfläche sorgt eine 5-Zonen-Temperaturregelung und die hohe Öffnungsgeschwindigkeit von 200mm/s führt zu einer Verkürzung der Zykluszeiten.

Die Carbonstacks können in der Heißpresse vollflächig erwärmt werden. Um dies zu realisieren, muss das Greifersystem den Pressraum verlassen. Mit der hierfür geschaffenen Lösung sei es möglich, die Stacks automatisch abzulegen und nach erfolgter Heizphase wieder aufzunehmen. Da das Ablegen und Aufnehmen unter exakt definierten Bedingungen geschieht, werde ein Verzug der einzelnen Lagen verhindert und somit eine hohe Reproduzierbarkeit garantiert.

Die Umformpresse, in der die Carbonstacks zu einem 3D Preform umgeformt werden, besitzt eine Presskraft von 800 kN und eine aktive Gleichlaufregelung. Mit dieser kann auch bei außermittiger Belastung eine Planparallelität von ≤ ± 0,05 mm/m erreicht werden. Die vorhandene Positionsregelung sorgt für eine Weg- Wiederholgenauigkeit der Druckplatte von ≤ ±0,1 mm. Mittels hydraulisch betätigter Rollenhubleisten und eines abnehmbaren Werkzeugwechselsystems, werde ein ergonomischer Werkzeugwechsel gewährleistet.

Für den automatischen und schnellen Materialtransport kommt ein servomotorisch angetriebenes 3-Achs-Linearsystem mit Positioniergenauigkeiten von < ±0,25 mm zum Einsatz. Die X-Achse sorgt für einen schnellen Materialtransport mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000 mm/s zwischen den einzelnen Stationen. Die Y-Achse führt die vertikalen Bewegungen aus, welche beim Aufnehmen und Ablegen der Stacks zum Einsatz kommen. Die Z-Achse ermöglicht das Greifen von Carbonlagen unterschiedlichster Breiten für eine große Bauteilvielfalt. Werden Y- und Z-Achse parallel gefahren, kann das Material über das Unterwerkzeug drapiert werden, was den Verzug der einzelnen Lagen beim Verpressen minimieren soll.

Die Steuerung der Maschine erfolgt über ein 15 Zoll großes Infrarot-Touch-Panel, welches über die gesamte Maschinenlänge verfahrbar ist. Das Bedienpanel hat eine grafisch orientierte Bedienoberfläche. Die Maschinenfunktionen können in übersichtlichen Fenstern auf einen Blick erkannt und geändert werden. Mit Hilfe des Datenerfassungssystems RUDAS werden sämtliche Prozessparameter aufgezeichnet und nachträglich ausgewertet bzw. weiterverarbeitet.

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