Göppingen/Aken (DE)
18 Jun. 2019
2 minuten
Composietmaterialen zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen worden nog steeds spaarzaam gebruikt in de automotive. Dat komt omdat de productiekosten te hoog zijn. Het Duitse ‘iComposite 4.0’ is er in geslaagd de kosten voor een prototypeonderdeel met meer dan 50 procent en de doorlooptijden met meer dan 40 procent te verlagen.
Dit meldt het Duitse Schuler, een van de partijen die meewerkten in dit project. Als referentiecomponent fungeerde een bodemplaat van een Engelse sportwagen. De bodemplaat moest bestand zijn tegen een frontale botsing en moest daarom o.a. een hoge torsiestijfheid bezitten. Terwijl de kosten voor de conventionele productie bijna 400 euro per onderdeel bedragen, zijn ze in het project iComposite 4.0 gedaald tot ongeveer 150 euro. De doorlooptijd daalde van 73 naar 46 minuten.
Productie
In de eerste productiestap van het RWTH Aachen Instituut voor Kunststofverwerking spuit een robot de basisstructuur van korte glasvezels. Vervolgens berekent een algoritme – ontwikkeld door het Akense Center for Integrative Lightweight Construction (AZL) en CFRP leverancier Teijin Carbon – de individuele treksterkte. Afhankelijk hiervan legt een andere robot vervolgens de koolstofvezel trekstaven in een zeer specifiek proces, dat afkomstig is van Siemens en Broetje Automation Composites, en compenseert daarmee de componentvariaties. De optische controle wordt uitgevoerd door een 3D-meetsysteem van Apodius.
Vervolgens wordt er hars geïnjecteerd in de composietvezelmat die het resultaat is van het hiervoor genoemde proces. Het hars hardt uit onder de hoge druk van de hydraulische Schuler-pers, die aan het eind de bodemplaat perst. De matrijstechnologie van Frimo heeft invloed op dit proces. Voor de gewenste wanddikte kan de pers de doorbuiging van de matrijs direct beïnvloeden. Dit maakt het mogelijk om vanaf het begin goede onderdelen te produceren, het afkeurpercentage wordt teruggebracht tot nul. Tot nu toe gebruiken fabrikanten van vezelcomposietonderdelen koolstofmatten als grondstof voor het snijden. Dat is een proces waarbij fabrikanten bijna de helft van de dure koolstofvezels niet kunnen gebruiken. Met iComposite 4.0 wordt het benodigde materiaal volledig gebruikt en is het afval nul. Tegelijkertijd neemt de doorlooptijd af terwijl de output toeneemt.
De geïntegreerde RFID-chip van ID-Systec zorgt voor de traceerbaarheid (‘track & trace’) van de productiegegevens. Alle componenten van de productielijn die op de RWTH AZL RWTH Aachen loopt, zijn met elkaar verbonden. De resultaten van het onderzoeksproject zullen nu worden verwerkt in de praktijk.
Op 19 september is er een projectpresentatie met algemene resultaten bij het RWTH International Academy in Aken.