Mit Leichtigkeit Kosten sparen Optimierung von Leichtbau-Prozessketten

Transkript

1 Mit Leichtigkeit Kosten sparen Optimierung von Leichtbau-Prozessketten BMBF Kongress Produktionsforschung Forum II Produktion für Mobilität Sitzung 5 Energieeffizienter Leichtbau 23. Juni, Berlin Ersteller: Dr.-Ing. Thomas Müller Page1

2 Gliederung Kurzvorstellung der Firma HBW-Gubesch Einführung Präsentation ausgewählter integrativer Verfahren Fit Hybrid Twin-O-Sheet Zusammenfassung Bedarf an zukünftigen F&E-Aktivitäten Page 2

3 Standorte Emskirchen Losaurach Wilhelmsdorf Page 3

4 Zahlen und Fakten Umsatz Anzahl Mitarbeiter Page 4

5 Leistungsportfolio Forschung & Entwicklung Engineering Simulation Modell- und Prototypenbau Formenbau 1- und 2K-Spritzguss Oberflächenveredelung Thermoformen Composite Montage Page 5

6 Auswahlkriterien für polymere Matrixsysteme Page 6

7 Verfügbare Halbzeugsysteme Page 7

8 Verarbeitungsstrategien Page 8

9 Erschließung neuer Spritzgießsonderverfahren Page 9

10 Erschließung neuer Spritzgießsonderverfahren Page10

11 Spri-Form Ein Träger geht um die Welt Page 11

12 Erschließung neuer Spritzgießsonderverfahren Page12

13 Fertigungskonzept: FIT-Hybrid Page 13

14 FIT-Hybrid Aufblasverfahren Studie zum Ausformen der Probekörper Page 14

15 Transfer in die automobile Großserie Page 15

16 Aufbau des Demonstrators Page 16

17 Gefertigter Demonstrator Page 17

18 Möglichkeiten und Grenzen beim FIT-Hybrid Möglichkeiten Hochbelastbare Rohrsegmente mit ca. 50 mm Durchmesser in flächigen Bauteilen realisierbar Verrippung der Rohrsegmente zur Erhöhung der Steifigkeit Restwanddicke stabilisiert die Struktur gegen Ausknicken Grenzen Restwanddicken werden maßgeblich durch Werkstoff und Geometrie beeinflusst und führen zu längeren Kühlzeiten sowie erhöhtem Verzug Restwanddicken senken die spezifischen mechanischen Eigenschaften Neue Idee: Page 18

19 Prozesskette Twin-O-Sheet Page 19

20 Strahlenvernetzung als Lösung? Bildquelle: BGS Beta-Gamma-Service Page 20

21 Intervall Heißpresse: Materialeinzug Page 21

22 Formgebung von Organoblechen Page 22

23 Gewebescherung als wichtigster Mechanismus Quelle: LKT Beschreibung Organoblech 1 mm (Tepex 102-RG600(2)/45 % 1 mm) Organoblech 2 mm (Tepex 102-RG600(2)/47 % 2 mm) Organoblech 2 mm mit strahlenvernetzbarer Matrix (PA6 + 3 Gew.-% VM) Organoblech 1 mm mit aufgeprägter Randschicht (PA6, PA6 + 3 Gew.-% VM) Abkürzung 1 mm 2 mm 2 mm VM 1 mm RS Page 23

24 Dreigestirn: Druck, Temperatur und Zeit Quelle: LKT Page 24

25 Erzielte Ausformgrade Quelle: LKT vollständig ausgeformte Kalotte via Gasdruck Page 25

26 Strahlenvernetzung als Lösung! Quelle: LKT Page 26

27 Ausformung von Organoblechen via Gasdruck Organobleche (1mm) Ausformgrad: max. 30% Ursache: Gasdurchbrüche im Bereich der Kreuzungspunkte zwischen den Faserbündeln Organobleche (1mm) mit modifizierter Randschicht Ausformgrad: 100% Page 27

28 Demonstrator in Twin-O-Sheet-Bauweise aufgeblasener Bereich verschweißte Bereiche umspritzte Bereiche Quelle: NMF Page 28

29 Demonstrator in Twin-O-Sheet-Bauweise Schnitt Quelle: NMF Page 29

30 Chancen und Herausforderungen Vorteile: Komplex geformte Bauteile mit Endlosfaserverstärkung Realisierung großflächiger Hohlbereiche ( Sandwich ) Stabilisiert und funktionserweitert über Spritzgussmasse Quelle: NMF Herausforderungen: Gasdichtigkeit bei guter Verformbarkeit und Schweißbarkeit Exakte Berechnung ( Drapiersimulation) und Positionierung des Zuschnitts Abstimmung der Prägebewegung auf die Ausformbarkeit und das Fügen Variotherme Temperaturführung für den Prozess erforderlich Page 30

31 29% Energieeinsparung durch Twin-O-Sheet Referenz: Mehrschalentechnik für die Herstellung 2 x Umformen 2x Beschnitt + Transfer Verbinden + Funktionalisieren Vergleich: Twin-O-Sheet Page 31

32 Zusammenfassung Verfahrensansätze zur Herstellung von hochbelastbaren Hohlstrukturen vorhanden Strahlenvernetzung ermöglicht Verzicht auf Barriereschicht Weglassen von Schmelze als Barriereschicht spart Gewicht, Zykluszeit und erhöht die geometrischen Freiheitsgrade Integrative Prozesse haben das Potential zur Einsparung von Energie Page 32

33 Danksagung FKZ: 03X3016 FKZ: 02PJ2102 Page 33

34 Bedarf an zukünftigen F&E-Aktivitäten Aufmerksamkeit Innovationsimpuls Hype Tal der Tränen Licht am Ende des Tunnels Plateau der Produktivität Unterstützung mittelständisch geprägter Unternehmen beim Durchlaufen des Tals der Tränen bis zur Serienreifmachung Technisches und wirtschaftliches Risiko ist nach Projektabschluss meist noch zu groß, um ungefördert fortzufahren Teufel steckt oftmals im Detail Zeit Page 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Page 35