Forschungsschwerpunkt

Zielbranchen

Maschinenbau, Automobilbau

Problemstellung

Dreidimensionale Faserverbundbauteile mit einer thermoplastischen Kunststoffmatrix können aus Organoblechen durch die Abfolge von Erwärmen – Transport – Umformen – Abkühlen – Entformen und Besäumen hergestellt werden. Mehrere Nachteile wie beispielsweise

• ein hoher Energiebedarf für die Erwärmung,
• aufwendiges Handling,
• hohe thermische Belastung oder
• eine geringe Pufferzeit nach der Erwärmung

schränken die großserientaugliche Verwendung des Thermoformverfahrens ein.

Lösung

Zur Beseitigung dieser Defizite wurde vom Fraunhofer IWU in Zusammenarbeit mit der WESOM Textil GmbH ein neues Erhitzungs- und Thermoformverfahren entwickelt. Basis dieses Verfahrens ist die In-situ-Erhitzung von Organoblechen mittels integrierter elektrisch leitfähiger Metallfasern. Hierbei wird Strom mithilfe einer Elektrodenkontaktierung durch die Metallfasern geleitet und das Organoblech von innen heraus aufgrund von Widerstandsverlusten erwärmt. Eine weitere Möglichkeit zur Erhitzung besteht in der induktiven Erwärmung. Bei dieser Variante werden in den Metallfasern Wirbelströme induziert, die ebenfalls den Werkstoff erwärmen. Die Vorteile gegenüber konventionellen Erwärmungsverfahren sind:

• Senkung des Energiebedarfs
• Reduzierung der Taktzeit
• Entfall schwieriger Handlingvorgänge zwischen Aufheiz- und Umformstation
• Vermeidung von Überhitzungen des Kunststoffs
• Entfall von Pufferzeit nach der Erwärmung
• weitere Funktionalisierungen auf Basis der Metallfasern