Automated Composites Manufacturing

Flexible und intelligente Herstellung von Composite-Bauteilen mit Fertigungsrobotern

Unsere Leistungen

SWMS bietet in dem komplexen Umfeld der automatisierten Fertigung von faserverstärkten Bauteilen Softwarelösungen an, die Sie von der Auslegung Ihrer Composite Bauteile bis zu dessen Fertigung unterstützen. Alle Fertigungsschritte werden dabei durch digitale Zwillinge virtuell abgebildet, was unseren
Kunden eine durchgängige softwaregestützte Prozesskette garantiert. Sämtliche Aktivitäten sind in der Softwareumgebung TapeStation in entsprechende Module gebündelt und als anlagen- und herstellerunabhängige Programmier- und Auslegungssoftware verfügbar.

Integration der Maschinen- und Ablegesimulation

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Analyse der berechneten Bahnbelegungen

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Maschinenspezifische Postprozessor-Integration

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Bauteilspezifische NC-Programme

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Blog / Automated Composites Manufacturing

Fachwissen über Automated Composites Manufacturing

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Duroplast und Thermoplast

Duro- und Thermoplaste sind Kunststoffe. Während Thermoplaste ab einer bestimmten Temperatur wieder verformbar sind, können Duroplaste nach der Aushärtung nur noch spanend bearbeitet werden, ...

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wobei die Temperatur zum Aushärten der Duroplaste geringer ist. Thermoplaste sind im Vergleich zu Duroplasten Umweltfreundlicher, da zum einen bei der Fertigung keine Lösungsmittel gebraucht werden und sie zum anderen recyclebar sind.

Faserverstärkte Kunststoffe

Ein Faserverbund-Kunststoff (FVK) ist ein Material, welches aus einer Matrix und endlosen Verstärkungsfasern besteht. Die Matrix, also ein Kunststoff, in dem die Kohlefasern eingebettet sind, ...

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bildet hierbei das Grundgerüst. Sie besteht aus einem Polymer (chemischer Stoff). Als Fasermaterial werden in der Regel Glas, Aramid oder Kohlenstoff gewählt.

Gaps/Overlaps

Bei dem Legen der Course (Verbund aus mehreren, gleichzeitig abgelegten CFK-Bahnen) können verschiedene Arten von Lücken, auch Gaps genannt, entstehen. Da die Fläche, auf die die Courses gelegt werden, ...

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nicht eben ist, können parallele Gaps zwischen zwei Courses entstehen, die sich nicht schneiden. Beim Schneiden eines Course mit einem anderen, um z.B. innerhalb der maximalen Winkelabweichung zu bleiben, entstehen durch die Geometrie der CFK-Bahnen dreieckige Gaps. Den Gegensatz zu den Gaps bilden die Overlaps, also die Überlagerung der Bahnen.

Materialverschnitt

Durch das Zuschneiden der Faserlagen entstehen hohe Fertigungskosten, da der Materialverschnitt hierbei meist sehr groß ist und somit nur ein kleinerer Teil des ursprünglichen Materials verwendet werden kann.

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Dieser Verschnitt lässt sich mit der richtigen, auf Sie abgestimmten, Software bestmöglich optimieren, steigert so die Verwendung der vorhandenen Ressourcen und senkt die anfallenden Fertigungskosten.

Ply

Die Strukturbauteile werden aus mehreren Lagen des Werkstoffes hergestellt, welche auch als Plies bezeichnet werden. Eine Lage des CFK-Werkstoffes wird auch Ply genannt.

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Staggering

Aufgrund der Richtungsabhängigkeit einer CFK-Schicht werden Bauteile aus Kohlenstofffaserverbund-Kunststoffen aus mehreren Lagen unterschiedlicher Orientierung aufgebaut.

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Die Anordnung der Lagen gewährleistet die Kraftaufnahme aus verschiedenen Richtungen und macht so den Werkstoff erst einsetzbar. Das Schichten mehrerer Lagen beziehungsweise Plies wird auch als Staggering bezeichnet.

Tapelegen

Beim Tapelegen (engl. Tape Laying) wird ein mit unidirektionalen Fasern verstärktes Tape auf Schmelztemperatur aufgeheizt und unter Druck mit Hilfe einer Rolle auf einer nachzubildenden Fläche abgelegt.

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Tapelegen eignet sich besonders für große Bauteile mit leichten Krümmungen und bietet in einer kleinen bis mittleren Seriengröße ein hohes Potenzial hinsichtlich einer vollautomatisierten Produktfertigung, somit können zum Beispiel komplexe Laminataufbauten realisiert werden. Es besteht die Möglichkeit die Ausrichtung der Tapes an die Anforderungen des jeweiligen Bauteils anzupassen. Damit bietet das Tapelegen ein hohes Potenzial für den Einsatz im Leichtbau.

Vorteile der automatisierten Pfadgenerierung

Visuelle Prozesssimulation
Eine Softwareplattform
Import aller gängigen CAD-Dateiformate
Zeitersparnis durch Automatisierung
Offline Simulation
Kollisionserkennung
"Sie können Dinge tun, die einzigartig sind und die mit keiner anderen Technik möglich sind"
(Suong Van Hoa, Professor an der Concordia University in Montreal)

Referenzen

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Marc Loegel

Teamleiter Composites 
Senior Software Developer & Composites Experte
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