Energieeffizientes konturnahes 3D-Werkzeugtemperiersystem für die Herstellung von Formteilen aus Faserverbundwerkstoffen“ (KarboWerk)

Die Preccon Robotics GmbH hatte die Teilnahme an das Verbundprojekt „Energieeffizientes konturnahes 3D-Werkzeugtemperiersystem für die Herstellung von Formteilen aus Faserverbundwerkstoffen“ (KarboWerk). In dem Verbundprojekt wurde der aktuell übliche Fertigungsprozess im Autoklaven analysiert und Möglichkeiten vorgestellt, die Effizienz durch konturnahe Beheizung der Werkzeugform und Reduktion von wärmespeichernden Massen zu erhöhen.

In dem Projekt KarboWerk war die Preccon Robotics GmbH maßgeblich an folgenden wichtigen Projektschritten beteiligt:

  • Automatisierung der Herstellung und Anwendung des Heizsystems auf die Werkzeuge.
  • Entwicklung und Umsetzung eines Moduls zur Bahnplanung und Steuerung des Roboters zur automatischen Herstellung bzw. Applikation des gesamten Temperiersystems
  • Für die einzelnen Beschichtungs- und Bauprozesse (Fräsen, Lackieren, Schleifen, Lichtbogenspritzen) wurde ein flexibler, für die unterschiedlichen Auftragsverfahren geeigneter  Industrieroboter eingesetzt.

Die qualitativ hochwertige und automatisierte Applikation der Heizschicht stellte auf Grund der komplexeren Wannenform und den notwendigen Aufsprühparametern (relativ großer Abstand, notwendige Vorschubgeschwindigkeit) im Gegensatz zu den einfachen Flachproben eine größere Herausforderung dar. Um die Kontaktschichten mittels des thermischen Spritzens automatisiert auch auf dreidimensional geformten Bauteilen aufbringen zu konnten, musste der Spritzstrahl in Abhängigkeit der jeweiligen Spritzparameter, wie z.B. Bewegungsrichtung, Stromstärke, Überfahrgeschwindigkeit usw. qualifiziert und quantifiziert werden. Ein Heizschichtauftrag mit Bewegungsrichtung sowohl quer als auch längs zur Form wurde erprobt. Die bei diesen Versuchen erfassten Daten dienten wiederum als Eingangsdaten für die Planung und Optimierung einer optimalen Beschichtungstrajektorie zur Erzeugung einer gleichmäßigen Schichtdicke und Qualität über die gesamte zu beschichtende Fläche.

Das Ergebnis ist letztendlich eine programmierte, robotergesteuerte Prozesskette, in der nacheinander die einzelnen Schichten aufgetragen werden.

Nähere Information über das Projekt können Sie auf der offiziellen Projekt-Homepage bekommen:
http://www.forschungsprojekt-karbowerk.de

Bewegungsrichtung quer. Häufige Anpassung der räumlichen Ausrichtung.

Beschichtungsrichtung längs. Ein gleichmäßigeres Ergebnis ist durch weniger Ausrichtungswechsel zu erwarten