Kategorie: Fertigung

Spannende Beiträge, informative Fachartikel und die neusten Entwicklungen aus dem Themengebiet Fertigung.

Thermoplast Kautschuk Coextrusion – Materialkombinationen für einen einstufigen Prozess

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Einsatz coextrudierter Profile

Elastomerprofile werden in vielen Anwendungsfeldern zur Mediendichtung oder Vibrations- und Stoßdämpfung eingesetzt. Um sie in ihrer Form zu stabilisieren und mit anderen Elementen zu verbinden, werden häufig hybride Profile mit harten und weichen Anteilen hergestellt. Durch Kombination der Werkstoffe in einem Produkt können ihre Stärken kombiniert und Schwächen kompensiert werden, z.B. durch Integration elastischer und starrer thermoplastischer Elemente. Bisher können solche Hybride nur in aufwendigen zweischrittigen Verfahren hergestellt werden, die meist auf die Verwendung von kostenintensiven Haftvermittlern angewiesen sind [1]. So werden bei Automobildichtungen z. B. Leisten aus Polyvinylchlorid (PVC) zur mechanischen Unterstützung der Dichtlippen an das Profil geklebt oder verstärkende Stahlbänder mit Kautschuk überzogen [2].

In einem Forschungsvorhaben des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) wird die Umsetzung eines Coextrusionsverfahrens untersucht, das eine Herstellung solcher Hybridprofile aus Elastomer und Thermoplast in einem Schritt ohne Haftvermittler ermöglicht. Dazu wird u. a. ein neuartiges Coextrusionswerkzeug entwickelt. Die Stoffströme werden im Werkzeug unter Druck zusammengeführt, so dass ein fester Verbund entsteht. Im Anschluss wird der Kautschuk durch Infrarotstrahlung vulkanisiert, wobei der Thermoplast abgeschirmt wird. In einem ersten Schritt wurden verschiedene Materialkombinationen aus Thermoplasten und Kautschuken hinsichtlich ihrer Verbundhaftung getestet, um deren prinzipielle Eignung für das geplante Vorgehen zu beurteilen. Weiterlesen

Simulationsgestützte Auslegung eines Spritzgießwerkzeuges zur Herstellung von kunststoffgebundenen Dauermagneten auf Duroplast Basis

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1. Einleitung

Die Anwendungsfelder von kunststoffgebundenen (ks.-geb.) Dauermagneten können aktuell primär den beiden Bereichen der Sensorik als Signalgeber und der Antriebstechnik zugeordnet werden. Im Bereich von Motorkonzepten kann unter anderem eine magnetische Anregung von Synchron- oder Gleichstrommaschinen durch den Einsatz von ks.-geb. Dauermagneten erfolgen, da mit Hilfe des Spritzgießprozesses eine hohe Geometriefreiheit ausgenutzt wird [1]. Hierdurch lassen sich bis zu 70 % der weltweiten Produktion von Elektromotoren mit Hilfe des neuen Antriebskonzeptes durch ks.-geb. Dauermagnete realisieren [2,3]. Die neuen Konzepte im Bereich von (A)synchronmaschinen ermöglichen durch die Ausnutzung der Geometriefreiheit eine Verbesserung der Leistung und des Wirkungsgrads, wodurch eine Miniaturisierung sowie eine deutliche Reduktion des Materialeinsatzes erfolgen kann. Aktuell kommen im Bereich von ks.-geb. Dauermagneten, die im Spritzguss gefertigt werden, vornehmlich Thermoplast basierte Matrixsysteme zum Einsatz. Durch den Einsatz von Duroplasten könnte die Medien- und Temperaturbeständigkeit deutlich erhöht werden, wodurch die Anwendungsbereiche von ks.-geb. Dauermagneten vor allem im Bereich der Antriebstechnik auch auf Pumpensysteme und die chemische Industrie erweitert werden könnte [4]. Die hohe Beständigkeit duroplastischer Werkstoffe beruht auf der Vernetzung der Molekularstruktur innerhalb des Duroplasten [5]. Zusätzlich weisen Duroplaste gerade im Bereich des Werkzeuges eine minimale Viskosität auf [6]. Dies kann für eine optimierte Orientierung von anisotropen Füllstoffen genutzt werden, um das magnetische Potential von hartmagnetischen Partikeln vollständig durch eine Ausrichtung zu nutzen und damit die magnetischen Eigenschaften im Bauteil zu erhöhen. Zusätzlich kann das geringe Kriech- und Setzverhalten von Duroplasten gegenüber Thermoplasten positiv bewertet werden [4]. Weiterlesen

Oberflächenfeinbearbeitung in der additiv-subtraktiven Fertigungskette

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Aufgrund der noch jungen Verfahren zur additiven Herstellung metallischer Bauteile gibt es entlang der additiv-subtraktiven Fertigungskette eine Menge Prozesserfahrung zu sammeln und Verständnis über die Wechselwirkungen aufzubauen. Im Rahmen des öffentlich geförderten Cornet/IGF-Forschungsvorhabens „Advanced Processing of Additively Manufactured Parts (Ad Proc Add)” (IGF-Fördernummer: EBG 255) beschäftigt sich das Institut für Spanende Fertigung (ISF) an der Technischen Universität Dortmund mit der Feinbearbeitung additiv hergestellter Bauteile und der wissenschaftlichen Analyse der Wechselwirkungen zwischen additiven Herstellverfahren und subtraktiver Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide. Die Kooperation mit anderen internationalen Forschungseinrichtungen (IfW Universität Stuttgart, GFE Schmalkalden, IFT TU Wien, Fotec FH Wiener Neustadt, IWF ETH Zürich, Inspire AG ETH Zürich, Department of Mechanical Engineering KU Leuven, Thomas More University College) ermöglicht hierbei den Austausch unterschiedlicher Werkstücke aus verschiedenen Materialien und unterschiedlicher additiver Herstellverfahren. Neben der Betrachtung von verschiedenen metallischen Werkstoffen, wie Edelstahl (1.4404), Werkzeugstahl (1.2709), Aluminium (AlSi10Mg) und Baustahl (S355), kommen als additive Fertigungsverfahren das pulverbettbasierte Schmelzen von Metall mittels Laserstrahl (PBF-LB/M; engl.: Powder Bed Fusion – Laser Beam / Metal) sowie das Lichtbogen¬drahtauftragsschweißen (WAAM; engl.: Wire-Arc Additive Manufacturing) zum Einsatz. Weiterlesen

Wandlungsfähige Produktionssysteme für die Automobilindustrie

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Software spielt eine zentrale Rolle in der Fabrik der Zukunft. Sie hilft dabei, flexibel und ressourcenschonend zu fertigen. Foto: Bosch

Software spielt eine zentrale Rolle in der Fabrik der Zukunft. Sie hilft dabei, flexibel und ressourcenschonend zu fertigen. (Foto: Bosch)

Schwankende Nachfrage, Lieferengpässe, individualisierte Produkte: Auch bei dynamischen Veränderungen wirtschaftlich produzieren zu können, stellt die Fahrzeug- und Zulieferindustrie vor Herausforderungen. Lösungen für eine schnelle, flexible und effiziente Produktion entwickelt das Projekt Software-defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie (SDM4FZI), in dem unter der Leitung von Bosch sowie dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart als Wissenschaftspartner insgesamt 30 Unternehmen ihre Kompetenzen bündeln. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt mit 35 Millionen Euro.
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Bühler stellt weltweit stärkste Druckgiessmaschinen vor

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links: Cornel Mendler, Managing Director Bühler; rechts: Michael Cinelli, Product Manager

links: Cornel Mendler, Managing Director Bühler; rechts: Michael Cinelli, Product Manager
Die Casting bei Bühler

Mit der Carat 840 und der Carat 920 baut Bühler sein Portfolio weiter aus. Grund dafür ist die steigende Nachfrage der Automobilindustrie nach grösseren und komplexeren Teilen. Diese grösseren Teile erfordern neue Produktionsprozesse und sind eine neue Herausforderung für die Kunden. Dank seiner langjährigen Erfahrung mit grossen Druckgusslösungen ist Bühler Partner für den gesamten Produktionsablauf für noch grössere Bauteile. «Die Automobilhersteller gehen in ihrer Produktion neue Wege. Dank unserer Baureihe Carat können sie ihre Vorstellungen von noch grösseren Teilen umsetzen. Und wir unterstützen unsere Kunden bei der Entwicklung dieser neuen Prozesse», sagt Cornel Mendler, Managing Director Bühler Die Casting. Die neuen Carat 840 und Carat 920 mit Schliesskräften von bis zu 92’000 Kilonewton (kN) runden derzeit das Druckgussportfolio von Bühler nach oben hin ab. Die Plattform Carat ist die Lösung des Unternehmens für grosse Druckgussteile. «Wir sehen einen enormen Anstieg der Nachfrage nach immer grösseren Maschinen. Mit der Carat 840 und der Carat 920 können wir unseren Kunden Lösungen für grosse Strukturbauteile mit komplexen Geometrien und neue Karosseriebauteile anbieten», sagt Cornel Mendler. Weiterlesen

Per Mausklick zum Kunststoffteil

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Das beste Material und Fertigungsverfahren für hochwertige Bauteile finden

Ein neues Produkt serienreif zu machen und alle Werkstoffe sowie ihre Fertigungstechnologien aufeinander abzustimmen kostet Zeit. Oft stellt sich auch die Frage, kann die eigene Produktion bzw. der bewährte Lieferant das so umsetzen oder sind zusätzliche Investitionen nötig? Welche Methode ist am wirtschaftlichsten? Dafür sind Spezialisten gefragt, die sowohl die neuen Fertigungsverfahren beherrschen als auch die Bearbeitung der entsprechenden Materialien. Hier bietet eine ausgelagerte Fertigung mit schneller Bestellung über ausgetauschte CAD-Dateien ein Potential, an das vor kurzem kaum zu denken war. Auch den Ersatzteilservice können Onlinefertiger massiv beschleunigen. Weiterlesen

Leichte Wagenkasten für Schienenfahrzeuge durch Integration von deckschichtverschweisster Sandwichpanelen

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Bild 1: Detailansicht: Übergang zwischen Rahmenstruktur (links) und Sandwichboden (rechts)

Bild 1: Detailansicht: Übergang zwischen Rahmenstruktur (links) und Sandwichboden (rechts)

Herausforderung Wagenkasten

In Personenzugwagen werden heute viel mehr Komfort- und Informationssysteme eingebaut als früher, die zulässige Achslast ist aber beschränkt. Die Trassenbenutzung wird künftig immer mehr gewichtsabhängig verrechnet, so dass Hersteller von Schienenfahrzeugen insgesamt noch stärker auf das Gewicht achten müssen. Dies erfordert innovative Leichtbaukonzepte, bei denen neben dem Einsatz leichter und hochfester Werkstoffe auch fortschrittliche Bauweisen notwendig sind. Zusammen mit dem Institut für Mechanische Systeme (IMES) an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) haben der Sandwichelemente-Hersteller 3A Composites Mobility und das Fertigungstechnologieunternehmen Rapid Technic ein Forschungsprojekt zur Weiterentwicklung der Integrierten Sandwichtechnologie (ISTech) lanciert, um die Strukturanforderungen einer Zulassung im Eisenbahnbereich zu erfüllen. Weiterlesen

Vom Pulver zum additiv hergestellten Bauteil – Teil 2: Potenziale durch Pulvermischungen

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Pulvermetallurgische Verarbeitung von Pulvermischungen

Pulvermischungen werden in der konventionellen Pulvermetallurgie (PM) beim Matrizenpressen von Formteilen standardmäßig eingesetzt. Beim herkömmlichen Pressen und Sintern von Eisen- und Stahlpulvern werden Legierungszuschläge mit einem gut pressbaren Grundpulver gemischt. Die Legierungszuschläge können als Elementarpulver oder sog. „Meisterlegierung“ zugesetzt werden. Meisterlegierungen enthalten die Legierungselemente in den gewünschten Verhältnissen und vermeiden so das Mischen von Vielkomponentenwerkstoffen. Die Partikelgröße der Zusätze ist abhängig von der Legierungsart. Nicht aufschmelzende Elemente werden in Form feiner Pulver zugemischt, um beim Sintern eine homogene Durchmischung mittels Festkörperdiffusion zu erreichen. Aufschmelzende Partikel können in gröberer Form zugemischt werden, da sich die Schmelze vor den Diffusionsprozessen gleichmäßig im Bauteil verteilt. Aus Pulvermischungen verschiedener Korngrößen und Dichten ergeben sich auch stets Entmischungsproblematiken. In der konventionellen Pulvermetallurgie wird daher zum Teil über ein vorgelagertes Diffusionsglühen feines Pulver an das Grundpulver angesintert oder es werden organische Bindemittel verwendet, um feines Pulver an das Grundpulver zu kleben. Organische Hilfsmittel werden nach dem Formgebungsprozess durch Sintern thermisch entfernt. [1] Weiterlesen

Neues Optris Komplettsystem für Glashärtungsanlagen

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Neues Optris Komplettsystem für Glashärtungsanlagen

Neues Optris Komplettsystem für Glashärtungsanlagen

Die physikalischen Eigenschaften von Flachglas lassen sich durch gezielte Wärmebehandlung beeinflussen. So wird z.B. durch sogenanntes thermisches Vorspannen Einscheibensicherheitsglas (ESG) hergestellt. Dazu werden die Scheiben zunächst in einem Ofen auf mehr als 600 °C gleichmäßig erwärmt. Danach erfolgt in einer Kühlsektion durch Anblasen mit Luft das schlagartige Herunterkühlen. Weiterlesen

60 % Zeitersparnis durch Produktionsumstellung

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(Bildquelle: Trotec Laser Deutschland GmbH)

(Bildquelle: Trotec Laser Deutschland GmbH)

Ein Lieferant im Automotivbereich muss nicht nur in der Lage sein schnell, sondern auch kostenorientiert und hochwertig zu produzieren. Das Unternehmen Hoffmann + Krippner fertigt bereits seit vielen Jahren kapazitive Sensoren. So entwickelt und produziert das Familienunternehmen, seit fast 50 Jahren individuelle Bedieneinheiten und flexible gedruckte Elektronik sowie ausgereifte smarte, vernetze Sensorapplikationen und HMI-Lösungen. Das familiengeführte, international ausgerichtete Unternehmen, gilt als einer der Marktführer für komplexe Bedieneinheiten und fertigt in der Rhein-Neckar-Region auf über 7.000 mE mit 250 MitarbeiterInnen kapazitive Tastaturen, Sensoren, Front Panels und Touchsysteme. Die Zielgruppen sind dabei vielfältig und neben der Automobilbranche beispielweise auch in der Medizintechnik, dem Maschinebau, der Umwelttechnik und im Bereich Mobility (Landwirtschaftund Baumaschinen sowie Bahntechnik) angesiedelt. Weiterlesen