KUKA Roboter unterstützt patentiertes CFK-Herstellungsverfahren bei Compositence

Leichtbau ist nicht nur in der Automobilindustrie seit Jahren ein Megatrend. Gewichtsreduktionen bei der Fahrzeugkarosserie oder Fahrzeugkomponenten senken den Energieverbrauch und damit den CO2-Ausstoß

Sowohl Automobilhersteller als auch -zulieferer entwickeln daher permanent neue Technologien im Leichtbau. Carbon Composites gelten derzeit als die technisch ausgereifteste Alternative. Die Compositence GmbH aus dem schwäbischen Leonberg hat für die Produktion von Carbon Composites ein Verfahren entwickelt, das nicht nur die gängige Halbzeugeherstellung hinfällig macht, sondern auch den Verschnitt auf ein Minimum reduziert.

Ein KUKA KR 150 R3700 K ultra Roboter sorgt dabei für eine dauerhaft zuverlässige, qualitativ hochwertige Zuführung der Fasern in den Legekopf. Das patentierte Fertigungsverfahren von Compositence bringt aber nicht nur in der Automobil-, sondern auch in der Nutzfahrzeuge-, Luftfahrt-, und Windkraftanlagenproduktion einen erheblichen Nutzen.


Das roboterbasierte Verfahren erhöht die Produktivität erheblich, v.a. bei der Herstellung flächiger Bauteile

Markus Thiessen, Head of Sales & Marketing bei Compositence

Hohe Produktionskosten von CFK-Bauteilen

Da Bauteile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) noch überwiegend manuell hergestellt werden, fallen sowohl hohe Materialkosten durch das Ausgangsmaterial und starken Verschnitt, als auch hohe Prozesskosten an. Denn für flächige Hochleistungs-Composites werden zunächst aus Carbonfasern, sogenannten Rovings, Halbzeuge hergestellt. Diese gibt es in Standardbreiten und in Standard-Faserorientierungen. Ein Bauteil entsteht dann durch Zuschneiden und übereinander Kombinieren der Halbzeuge, meist in Handarbeit. 
Ein KUKA KR QUANTEC ultra führt bei der Compositence GmbH dauerhaft zuverlässig Fasern zu. 

KUKA Lösung erhöht Leichtbaupotenzial

Ein KUKA KR 150 R3700 K ultra Roboter sorgt jetzt für eine dauerhaft zuverlässige, qualitativ hochwertigen Abzug der Rovings oder der thermoplastischen Tapes vom Spulengatter bis hin zu deren Zuführung zum Legekopf in sehr hoher Geschwindigkeit. Die Lösung garantiert eine gleichbleibend hohe Qualität bei minimalem Materialeinsatz, und gleichzeitig eine Erhöhung des Leichtbaupotenzials durch die lastgerechte Bauweise. Denn ein optimaler Faseraufbau macht die Bauteile leichter und damit noch attraktiver. Zudem entstehen neue Möglichkeiten in der Formgebung, da die Fasern direkt dreidimensional abgelegt werden können. 
Der Roboter belegt das Bauteil direkt mit den Carbonfasern, in sehr hoher Geschwindigkeit und Qualität.

Genauigkeit und Effizienz auch bei hohen Traglasten

Der KUKA KR 150 R3700 K ultra steht für bis zu 25 Prozent kürzere Taktzeiten, schnelle Beschleunigungen, höchste Bahngenauigkeit und Energieeffizienz auch in hohen Traglastbereichen. Bei einem Eigengewicht von nur 1.215 Kilogramm und der hohen Reichweite von 3.700 Millimeter bei einer Traglast von 150 Kilogramm, erreicht der KR 150 R3700 ultra K eine außerordentliche Positionswiederholgenauigkeit von unter 0,06 Millimetern. Bei Compositence kommt er in Kombination mit einem verfahrbaren Drehtisch zum Einsatz. Die Robotersteuerung erfolgt über eine übergeordnete SPS-Steuerung.

Erhöhung der Produktivität zahlt sich aus

Das roboterbasierte Verfahren erhöht die Produktivität erheblich, v. a. bei der Herstellung flächiger Bauteile. Das Verfahren von Compositence ermöglicht dagegen die direkte Belegung des Bauteils aus den Carbonfasern bei sehr geringem Verschnitt. Für Compositence hat sich die Entscheidung längst ausgezahlt: Auch die Neuentwicklung für thermoplastische Tapes hat zahlreiche Interessenten begeistert und konnte bereits an mehrere Kunden verkauft werden. Darüber hinaus wird das System auch für alternative Fasermaterialien angepasst sowie für bauteilspezifische Anforderungen optimiert. 
 

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