Konfigurierbares Tapelegesystem für die Produktion von Leichtbauteilen

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Für eine effiziente und kostengünstige Serienfertigung ist es unerlässlich, die Herstellungsverfahren für Leichtbauteile zu automatisieren. An dieser Stelle setzt das Fraunhofer IPT mit seinem Multi-Material-Head an.

Leichtbaumaterialien sind im Kommen - und halten von der Luft- und Raumfahrt über die Öl- und Gasgewinnung bis zur Automobilindustrie Einzug in viele Produkte des täglichen Lebens. Für eine effiziente und kostengünstige Serienfertigung gilt es, die Herstellungsverfahren für Leichtbauteile zu automatisieren. Und hier setzt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT mit seinem Multi-Material-Head an. Dabei handelt es sich um ein konfigurierbares Tapelegesystem für die Produktion von Bauteilen aus unidirektionalen endlosfaserverstärkten Kunststoffen und zum lokalen Verstärken von Bauteilen und Halbzeugen aus Faserverbundkunststoffen (FVK). Auf der Composites Europe 2014 zeigen die Aachener Ingenieure vom 7. bis 9. Oktober 2014 in Düsseldorf die Variabilität des multifunktionalen Tapelegekopfes, der sich laut Angaben leicht in unterschiedliche Roboter- und Portalsysteme integrieren lässt.

Der kompakte Tapelegekopf ist modular aufgebaut, um unterschiedliche endlosfaserverstärkte Thermoplast-Tapes, Duroplast-Prepregs und Dry-Fiber-Rovings mit derselben Anlage verarbeiten zu können, wie die Entwickler des Instituts erläutern. Die Basisplattform, die sich an unterschiedliche Roboter- und Portalsysteme anpassen lässt, kann je nach Anforderung mit austauschbaren Materialführungs- und Schneideeinheiten, Kühl- oder Heizelementen sowie individuellen Zusatzmodulen bestückt werden.

Als Wärmequellen können damit beispielsweise sowohl Lasersysteme als auch Infrarotstrahler dienen. Die Anlage soll sich auf diese Weise schnell umrüsten lassen, je nachdem ob thermoplastische Tapes, duroplastische Prepregs oder Dry-Fiber-Rovings verarbeitet werden sollen. Das mache das System besonders für kleinere Unternehmen oder Forschungsinstitute interessant, die mit nur einer Anlage drei unterschiedliche Techniken einsetzen können.

Das Fraunhofer IPT bietet an, den Multi-Material-Head individuell an die Anforderungen des Anwenders anzupassen und stellt dafür die entsprechenden Module bereit. Je nach Bedarf kann dann ein einzelner Standardkopf zum Einsatz kommen oder ein Komplettsystem inklusive Roboter und Kinematik, das von einem Entwicklerteam des Fraunhofer IPT eigens für den speziellen Einsatzzweck konfiguriert wird.