BMBF-Verbundprojekt „LightFlex“: Neues Herstellungsverfahren für FVK-Prototypen und zur Kleinserienfertigung gewinnt dank Laserscanner an Flexibilität

Das BMBF-Verbundprojekt „LightFlex“ ist ein Zusammenschluss einiger Projektpartner, unter anderem auch dem IKV der RWTH Aachen. Deren Ziel ist es, das Verfahren für Prototypen und Kleinserienfertigung zu verbessern. Der Schwerpunkt des Herstellungsprozesses liegt dabei auf dem Füge- und Umformverfahren.

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Das Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen arbeitet zusammen mit Projektpartnern im Rahmen des BMBF-Verbundprojekts „LightFlex“ an einem neuen auf Photontik basierenden Fertigungsverfahrens zur Erhöhung der Flexibilität und geometrischen Komplexität für die Prototypen-, und Kleinserienfertigung. Der Schwerpunkt des Herstellungsprozesses bildet das Füge- und Umformverfahren einer vorab additiv hergestellten Polyamid-Funktionsstruktur mit faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen (TP-FVK).

Die TPFVK-Komponente, wie zum Beispiel ein Organoblech, wird in einem Infrarotstrahlerfeld erwärmt und zugleich die oberflächennahe Aufheizung der additiv gefertigten Strukturen mit einem 1 Kilowatt Laser der Laserline GmbH aus Mühlheim-Kärlich durchgeführt. Der Laser wurde mit einem 3D-Laserscankopf der Arges GmbH aus Wackersdorf (Bayern) kombiniert und ermöglicht eine Verschiebung des Lasers in alle Richtungen. Auf diese Weise wird eine definierte, oberflächennahe Aufschmelzung auch bei komplexen und unebenen Geometrien gewährleistet.

Abbildung einer bestehenden Anlagetechnik, in die der Laserscanner integriert wird
Mit dem Laserscanner wird der Herstellprozess von FVK-Prototypen flexibilisiert (Bild © IKV).

Als die Integration des Lasers und Laserscankopfes in die am IKV existierenden Thermoformlinie abgeschlossen war, befassen sich die Wissenschaftler nun mit dem Zusammenspiel unterschiedlicher Prozessparameter und ihre Auswirkungen auf die Qualität des Endprodukts. Zum Beispiel ist der Einfluss der Strahlertemperatur, Heizbeginn, Aufheizzeit, Laserleistung, Anzahl der Überfahrten und Überfahrgeschwindigkeit interessant.

Das Verfahren ermöglicht es, zum ersten Mal individuelle faserverstärkte Bauteile selbst in kleinen Mengen wirtschaftlich herzustellen. Eine interessante 3D-Drucktechnologie hat auch die Swinburne University of Technology entwickelt, über die Sie hier mehr erfahren können. Gerne bieten wir Ihnen auch eine Übersicht aller neuen additiven Fertigungsverfahren. Abonnieren Sie auch unseren kostenlosen Newsletter und bleiben Sie auf dem Laufenden (hier abonnieren).

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