HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik: Tem­pe­rie­rung beim Umfor­men von Com­po­si­tes für die Elektromobilität

HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik: Tem­pe­rie­rung beim Umfor­men von Com­po­si­tes für die Elektromobilität

In der Elek­tro­mo­bi­li­tät eta­blie­ren sich aktu­ell ver­schie­de­ne Trends zu Werk­stof­fen und Her­stel­lungs­ver­fah­ren für Bat­te­rie­bo­xen und Unter­fahr­schutz­bau­tei­le. Ein wich­ti­ger dar­un­ter ist das Umfor­men von Com­po­si­tes unter Tem­pe­rie­rung. Die Ver­ant­wort­li­chen bei HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik beob­ach­ten sehr genau, wie Auto­mo­bil­her­stel­ler die Aus­wahl tref­fen zwi­schen Alu­mi­ni­um­bau­tei­len und Kunst­stoff­tei­len. Die Ent­schei­dungs­grund­la­ge für den Werk­stoff ergibt sich aus ver­schie­de­nen Anfor­de­run­gen. Bei­spiels­wei­se der Brand­schutz, außer­dem auch Fak­to­ren wie Crash­si­cher­heit und Durch­schlag­schutz. Dar­über hin­aus auch die ther­mi­sche Iso­la­ti­on der Bat­te­rie, zudem auch die elek­tro­ma­gne­ti­sche Abschir­mung der Insas­sen. Wei­te­re Aspek­te sind das Gewicht und die Mög­lich­keit der Funktionsintegration.

HK-Präzisionstechnik hat zur Temperierung beim Umformen von Composites für die Elektromobilität in über 30-jähriger Erfahrung Umluftöfen entwickelt, die es ermöglichen, sehr viel Material gleichzeitig im Ofen zu erwärmen. Hierbei ergeben sich sehr niedrige Taktzeiten. - Bild: HK-Präzisionstechnik
HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik hat zur Tem­pe­rie­rung beim Umfor­men von Com­po­si­tes für die Elek­tro­mo­bi­li­tät in über 30-jäh­ri­ger Erfah­rung Umluft­öfen ent­wi­ckelt, die es ermög­li­chen, sehr viel Mate­ri­al gleich­zei­tig im Ofen zu erwär­men. Hier­bei erge­ben sich sehr nied­ri­ge Takt­zei­ten. – Bild: HK-Präzisionstechnik

All das spricht sehr dafür, sol­che Tei­le aus Kunst­stoff her­zu­stel­len. Auf­grund der Anfor­de­run­gen an die Bau­tei­le set­zen die Auto­her­stel­ler in der Elek­tro­mo­bi­li­tät Glas­fa­ser­ver­stär­kun­gen ein. Bei der Aus­wahl der Com­po­si­tes für die Bau­tei­le zwi­schen Duro­plast und Ther­mo­plast spre­chen ver­schie­de­ne Fak­to­ren für ther­mo­plas­ti­sche Com­po­si­tes, für das Umfor­men unter Tem­pe­rie­rung. Ins­be­son­de­re die Pro­duk­ti­vi­tät und zudem die Recy­cling­fä­hig­keit. Bei der nach­tei­li­gen Bruch­emp­find­lich­keit von Alu­mi­ni­um­guss­tei­len sind sich die Ent­wick­ler nach Beob­ach­tung der Spe­zia­lis­ten von HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik übri­gens meist der Über­le­gen­heit von Com­po­si­tes bewusst. Oft aber unter­schät­zen sie, wel­che vor­teil­haf­ten Brand­schutz­ei­gen­schaf­ten man mit geeig­ne­ten Com­po­si­tes errei­chen kann. Der hohe Glas­fa­ser­an­teil ist in der Lage, im Brand­fall eine Über­hit­zung an der Bat­te­rie verhindern.

Exper­ten bei HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik emp­feh­len Umfor­men von Com­po­si­tes für die Elektromobilität

Für die Her­stel­lung von Bat­te­rie­bo­xen und Unter­fahr­schutz­tei­len aus ther­mo­plas­ti­schen Com­po­si­tes eig­net sich für die Elek­tro­mo­bi­li­tät laut HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik die Her­stel­lung mit­tels Press­ver­fah­ren unter ent­spre­chen­der Tem­pe­rie­rung. Die recht groß­flä­chi­gen Bau­tei­le erfor­dern hier­bei zum Umfor­men hydrau­li­sche Pres­sen mit einer Press­kraft grö­ßer 3000 t. Um nun die For­de­rung nach kos­ten­güns­ti­gen Bau­tei­len zu erfül­len, eta­blie­ren sich ver­schie­de­ne Com­po­si­te­struk­tu­ren. Hier­bei set­zen die Her­stel­ler in vie­len Fäl­len auf Sand­wi­ches mit unter­schied­li­chen Lagen, um effek­ti­ver die gewünsch­ten Bau­teil­ei­gen­schaf­ten zu erzielen. 

Unter der Bezeichnung „Passat“ bietet HK-Präzisionstechnik Liftöfen für kleine und mittlere Serien zur Temperierung beim Umformen von Composites für die Elektromobilität. Mit der hohen Produktivität bietet das Unternehmen den Automobilzulieferern beste Voraussetzungen für eine wettbewerbsfähige Produktion. – Bild: HK-Präzsiionstechnik
Unter der Bezeich­nung „Pas­sat“ bie­tet HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik Lift­öfen für klei­ne und mitt­le­re Seri­en zur Tem­pe­rie­rung beim Umfor­men von Com­po­si­tes für die Elek­tro­mo­bi­li­tät. Mit der hohen Pro­duk­ti­vi­tät bie­tet das Unter­neh­men den Auto­mo­bil­zu­lie­fe­rern bes­te Vor­aus­set­zun­gen für eine wett­be­werbs­fä­hi­ge Pro­duk­ti­on. – Bild: HK-Präzsiionstechnik

So kön­nen sie bei­spiels­wei­se sta­bi­le und brand­si­che­re Außen­schich­ten her­stel­len und zugleich kos­ten­güns­ti­ge Füll­werk­stof­fe in die Sand­wich­mit­te packen. Auch inner­halb von ein­zel­nen Ebe­nen im Sand­wich gibt es Unter­schei­dun­gen. So kom­men bei­spiels­wei­se vor­kon­so­li­dier­te GMT-Plat­ten oder Orga­no­s­he­ets zum Ein­satz. Dar­über hin­aus aber auch Sta­pel, soge­nann­te Stacks, aus UD-Tapes. Die­se dün­nen, mit uni­di­rek­tio­nal aus­ge­rich­te­ten Glas­fa­sern ver­stärk­ten Foli­en kön­nen Anwen­der beim Auf­ein­an­der­sta­peln ver­setzt und ver­dreht zuein­an­der legen, um höhe­re Fes­tig­kei­ten zu errei­chen. Das eröff­net neue Wege auch in der Tem­pe­rie­rung beim Umfor­men von Com­po­si­tes für die Elektromobilität.

Com­po­si­tes unter Tem­pe­rie­rung umformen

Eine gro­ße Her­aus­for­de­rung liegt in der Erhit­zung sol­cher Sand­wich-Stacks. Die­se sind näm­lich sehr dick und las­sen sich daher nicht mit­tels Infra­rot erhit­zen. So bleibt für die Elek­tro­mo­bi­li­tät meist nur die Mög­lich­keit der Tem­pe­rie­rung die­ser Com­po­si­tes mit­tels Umluft . Der Wär­me­über­gang per Umluft in die Sand­wi­ches nimmt jedoch recht lan­ge Zeit in Anspruch, was wie­der­um die Takt­zei­ten nega­tiv beeinflusst. 

Im Fokus
Kla­re Posi­tio­nie­rung
Das Unter­neh­men HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik ist bereits seit den 1990er-Jah­ren mit sei­nen Öfen am Markt und hat sich klar in der Kunst­stoff­bran­che posi­tio­niert. Davon pro­fil­tie­ren nun auch die Her­stel­ler für die Elek­tro­mo­bi­li­tät. Hier­bei bie­tet das Unter­neh­men für die Tem­pe­rie­rung von Com­po­si­tes beim Umfor­men sei­ne Lösun­gen in drei Pro­dukt­grup­pen an. Unter der Bezeich­nung Modos (Modu­la­res Durch­lauf­ofen­sys­tem) sind die Durch­lau­f­öfen zusam­men­ge­fasst. Zudem gibt es unter der Bezeich­nung Pas­sat Lift­öfen für klei­ne und mitt­le­re Seri­en. Und Sci­roc­co umfasst dar­über hin­aus die Paternosteröfen.

Des­halb hat HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik hier­zu in mehr als 30-jäh­ri­ger Erfah­rung Umluft­öfen ent­wi­ckelt, die es ermög­li­chen, sehr viel Mate­ri­al gleich­zei­tig im Ofen zu erwär­men. Auf die­se Wei­se kön­nen die Anwen­der die Nach­tei­le über­win­den und doch sehr nied­ri­ge Takt­zei­ten erzie­len. Der Ofen kann den nach der Erwär­mung fol­gen­den Press­pro­zess zum Umfor­men so mit Takt­zei­ten von < 25 s versorgen. 

Hohe Pro­duk­ti­vi­tät auch für dicke Composite-Teile

Mit die­sen Pro­dukt­grup­pen und vor allem mit der hohen Pro­duk­ti­vi­tät auch für dicke Sand­wich­bau­tei­le bie­tet HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik den Auto­mo­bil­zu­lie­fe­rern bes­te Vor­aus­set­zun­gen für eine wett­be­werbs­fä­hi­ge Pro­duk­ti­on. In den ver­gan­ge­nen Jah­ren hat sich zudem gezeigt, dass auf­grund der Umluft­tech­nik bei der Tem­pe­rie­rung von Com­po­si­tes kei­ne Vor­kon­so­li­die­rung ein­zel­ner Lagen im Sand­wich nötig ist. So ent­fal­len teu­re Pro­zess­schrit­te, was den Anwen­dern in der Elek­tro­mo­bi­li­tät wei­te­re Vor­tei­le bietet. 

Das Produktprogramm bei HK-Präzisionstechnik umfasst ein breites Spektrum an Umluftöfen, das von Prototyp- und Kleinserienanwendungen der „Passat“-Baureihe bis zur Großserienproduktion der Baureihe „Scirocco“ reicht. Damit präsentiert sich das Unternehmen als idealer Partner für die Hersteller von Elektroautomobilen. – Bild: HK-Präzisionstechnik
Das Pro­dukt­pro­gramm bei HK-Prä­zi­si­ons­tech­nik umfasst ein brei­tes Spek­trum an Umluft­öfen, das von Pro­to­typ- und Klein­se­ri­en­an­wen­dun­gen der „Passat“-Baureihe bis zur Groß­se­ri­en­pro­duk­ti­on der Bau­rei­he „Sci­roc­co“ reicht. Damit prä­sen­tiert sich das Unter­neh­men als idea­ler Part­ner für die Her­stel­ler von Elek­tro­au­to­mo­bi­len. – Bild: HK-Präzisionstechnik

Anwen­der aus der Auto­mo­bil­zu­lie­fer­indus­trie im Bereich der­Elek­tro­mo­bi­li­tät erhal­ten zudem Unter­stüt­zung für die Pro­to­ty­pen­fer­ti­gung. Dafür bau­ten die Exper­ten Demo­ö­fen zur Tem­pe­rie­rung beim Umfor­men, die nun für groß­flä­chi­ge Bau­tei­le zur Pro­duk­ti­on beim Anwen­der ver­lie­hen wer­den. Dank einer brei­ten Ver­net­zung in der Bran­che der Com­po­si­tes und ins­be­son­de­re unter den Anla­gen­her­stel­lern will man den Anwen­dern einen nie­der­schwel­li­gen Ein­stieg in die Pro­to­ty­pen­fer­ti­gung mit neu­en Werk­stof­fen und Werk­stoff­kom­bi­na­tio­nen ermöglichen. 


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