Supersnelle productie van lichtgewicht componenten
Taakstelling
Bij het vervaardigen van op maat gemaakte halffabricaten van vezelversterkte kunststoffen (tailored composite blanks) worden afzonderlijke lagen van unidirectioneel vezelversterkt materiaal dat op een spoel zit (zogenaamde UD-tapes) met behulp van een laser in verschillende richtingen op elkaar gelast. Op die manier kunnen individuele versterkende structuren met de meest uiteenlopende geometrieën en laagopbouwen worden vervaardigd. Het Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau AZL van de RWTH Aachen in Duitsland heeft een gepatenteerde en onderscheiden procedure (JEC World Innovation Award, Parijs 2019) ontwikkeld. Hiermee kan het door lasers ondersteund leggen van tapes zodanig worden geautomatiseerd dat laminaat rendabel kan worden vervaardigd en daarbij geschikt is voor de productie van grote series. Om deze procedure toe te kunnen passen, had AZL een ervaren partner nodig die niet alleen weet met welke middelen de automatisering haalbaar is, maar ook de bijbehorende componenten daarvoor kan leveren.
Oplossing van mk
Samen met AZL heeft mk als industriële partner in het onderzoeks- en ontwikkelingsproject een automatiseringslijn ontwikkeld. Deze transporteert de gereedschapspallets van aflegstation naar aflegstation en zorgt bovendien voor de benodigde toevoer in het proces van het door lasers ondersteund leggen van de tape. mk kon bij het project de jarenlange ervaring op het gebied van automatisering, transporttechniek en de omgang met werkstukken inbrengen en de juiste componenten daarvoor leveren.
De transfer van de gereedschapspallets wordt uitgevoerd door het hiervoor bestemde Versamove-systeem. Voor de toevoer worden lineaire modules met tandriemen gebruikt. Deze versnellen zeer sterk en voldoen zo aan de vereiste nauwkeurigheid en de eis voor een snelheid van 1 m/s. Om de in het industriële proces benodigde cyclustijd te bereiken, worden er 2 parallelle lineaire eenheden gebruikt. Deze werken tijdsonafhankelijk, afwisselend ten opzichte van elkaar. Hierdoor kan de lege retour plaatsvinden in de niet-productieve tijd van het leggen van de tape.
Bovendien leverde mk de beschermingseenheid voor het project; deze is uitgevoerd als beschermde lasercabine. Er zijn labyrintafdichtingen gebruikt, zodat kieren met een directe doorgang voor licht en laser konden worden afgesloten. Tijdens het gebruik bij AZL bleek dat er bij de uitgang van de gereedschapspallet vanuit de lasercabine te sterke, reflecterende laserstralen vrij konden komen. Als gevolg hiervan moest een tunnel worden gemaakt en werd deze kier voorzien van borstelstrips.
Het project bestaat uit 2 fasen. In de eerste stap werd aan de hand van een werkend prototype bewezen dat het haalbaar was. In de tweede stap is de installatie uitgebreid met een geoptimaliseerd station en een omloopsysteem voor gereedschapspallets. Dit werd vervolgens toegepast in de volledig geautomatiseerde productie om zo het proces verder te kunnen onderzoeken.
Voordeel voor de klant
- Toegang tot jarenlange kennis op het gebied van transporttechniek en automatisering
- Advies en levering van de benodigde transporttechniek
- Ervaring in projectwerkzaamheden voor onderzoeks- en ontwikkelingsonderwerpen
- Machines kunnen flexibel worden uitgebreid en gewijzigd
Gebruikte producten
> Gemodificeerd omloopsysteem voor gereedschapspallets Versamove
> Lineaire eenheid met kogelcirculatiegeleiding
> Beschermende laserbehuizing
