Organobleche erwärmen: Vor dem Umformen von faserverstärkten termoplastischen Kunststoffen ist eine Erwärmung auf Umformtemperatur notwendig

In der Fahrzeugindustrie beschreibt der hybride Leichtbau den zukunftsweisenden Weg das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und die Ressourceneffizienz zu steigern. Neben Aluminium finden hier duro- und thermoplastische Faserverbunde Anwendung, die als Organobleche bezeichnet werden. Der Schlüssel zur Großserienfertigung von Bauteilen aus faserverstärken Kunststoffen liegt in der Nutzung etablierter Fertigungsverfahren, wie etwa der Umformung von Blechen. Vor dem Organoblech Thermoformen muss zunächst eine Erwärmung auf Umformtemperatur erfolgen. Dabei erreicht die thermoplastische Kunststoffmatrix die Glasübergangstemperatur und wird anschließend in einer Umformpresse geformt sowie ggf. zusätzlich hinterspritzt. Aufgrund des Kostendrucks und der Verfügbarkeit am Weltmarkt kommt in hoch beanspruchten Bereichen neben glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) auch carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) zum Einsatz.

Infrarotstrahlung als optimale Wärmequelle zum Organoblech Erwärmen

In der industriellen Serienfertigung spielt hoher Durchsatz eine entscheidende Rolle. Daher ist eine schnelle und prozesssichere Erwärmung der Kunststoffmatrix existentiell. Anderenfalls würden benötigte Stückzahlen nicht erreicht und auf andere Werkstoffe zurückgegriffen. Infrarotstrahler stellen eine leistungsstarke und gleichzeitig effiziente Wärmequelle dar, mit deren Hilfe eine Erwärmung der Organobleche auf Umformtemperatur in weniger als 60 Sekunden möglich ist. Neben schnellen Aufheiz- und Reaktionszeiten bieten Infrarotstrahler je nach Produkttemperatur eine direkte, exakte und prozesssichere Regelbarkeit.

Was ist bei der Organoblech Herstellung zu beachten?

Um Thermoplasten umformen zu können, ist es notwendig, die jeweilige Glasübergangstemperatur zu erreichen. Eine Überhitzung der Halbzeuge gilt es zu verhindern. Ebenso entscheidende Kriterien sind Temperaturhomogenität und ausreichendes Durchwärmen. Die Regelung der Heizleistung nach Produkttemperatur gewährleistet einen automatisierten und sicheren Prozess. Mithilfe von Pyrometern wird die Temperatur der Organobleche bzw. Organosheets berührungslos gemessen.

Die Vorteile der Organoblech Verarbeitung mit Infrarot im Überblick

  • hohe Leistungsdichte und somit:
    • kurze Erwärmungszeiten
    • Erhöhung des Durchsatzes
    • Einsparung von Produktionsraum
  • berührungslose Erwärmung der Kunststoffmatrix
  • hohe Reaktionsgeschwindigkeit, somit kurze Anlaufzeiten
  • hohe Flexibilität bei unterschiedlichen Bauteilgrößen durch Zu- und Abschaltung von einzelnen Strahlern
  • hoher Wirkungsgrad und somit effiziente Erwärmung mit geringen Wärmeverlusten
  • Prozesssichere Erwärmung über exakte und gezielte Temperaturregelung
  • einfache und sichere Bedienung sowie automatisierte Einbindung in die Prozesskette

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