Composites – Produktionslösungen für effektiven Leichtbau aus einer Hand.

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Composite-Verarbeitung in Großserie – FRIMO ist Ihr Technologiepartner für die Zukunft.

Composites sind längst keine exklusive Domäne der Luft- und Raumfahrt oder des Automobilrennsports mehr. Der Trend zu Elektromobilität und Leichtbau wird den Serieneinsatz von CFK Bauteilen in der Automobilindustrie beschleunigen. Auch für den Schienenverkehr, Landmaschinenbau, in der Sport- und Freizeitindustrie und bei erneuerbaren Energien spielen hochwertige Verbundwerkstoffe eine zunehmend wichtige Rolle. Diese modernen Werkstoffe lassen sich durch die Auswahl und Menge der Komponenten sowie durch das Herstellverfahren in ihren Eigenschaften „maßschneidern“.

FRIMO besitzt langjährige und umfangreiche Erfahrung in der Werkzeug- und Anlagentechnik zur materialsparenden und wirtschaftlichen Verarbeitung von Composites und liefert optimal auf die Her stellverfahren zugeschnittene Fertigungseinrichtungen, z. B. für RRIM, SRIM/GMPU, Long Fiber Injection, CFK, GMT, LFT, BMC, SMC und RTM.

Thermoplastics / Organo Sheets

Material Handling

Erhitzen

Formen

Flexibles Schneiden

Automation

Tests

Handling Bauteile

Werkzeug Handling / Lagerung

Duroplastics

Material Handling

Pre-Forming / Pre-Cutting

RTM

Flexibles Schneiden

Automation

Tests

Handling Bauteile

Pre-CuttingFlexibles Schneiden / Stanzen

Formen(RTM, Organo Sheets, etc.)

Flexibles Schneiden(Fräsen, Wasserstrahl-

schneiden)

Fügen / Kleben

Bauteilmontage

FRIMO One Stop.

All Services.

Pre-Forming

Automation

Handl

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Für die Verarbeitung von thermoplastischen Composites bietet FRIMO innovative Werk-zeug- und Anlagentechnik für ein breites Spektrum unterschiedlicher Anwendungen.Unsere Kunden können auf Lösungen vertrauen, die maßgeschneidert sind und die speziellen technischen Anforderungen der jeweiligen Industrie berücksichtigen.

Composites werden in der Flugzeugindustrie bereits im Serienmaßstab eingesetzt, um Gewichtseinsparungen bei gleichzeitig verbesserter Belastbarkeit zu erzielen. Traditio-nell aus Aluminium, werden z.B. die Clips für den Rumpf des Airbus A350 XWB mit einer vollautomatischen Fertigungseinrichtung von FRIMO aus Organoblechen (Kohlefaser- Gewebe mit thermoplastischer Matrix) gefertigt.

Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Clip-Geometrien entstanden über 2.000 Werk-zeuge. Der komplett automatisierte Werkzeugwechsel ist in die BDE des Kunden integriert. So können tausende Clips unterschiedlicher Geometrie in kürzester Zykluszeit falten- und porenfrei in bester Qualität und Reproduzierbarkeit hergestellt werden.

Die von FRIMO beim Institut für Kunststofftechnik in Aachen installierte Anlage besteht aus zwei getrennten Stationen, einer Heiz- und einer Konsolidierungsstation, die mit einem Shuttlesystem verbunden sind. Damit sind Halbzeuge in einer Größe von 500 x 750 mm verarbeitbar und Bauteile mit einer Tiefe von bis zu 300 mm herstellbar. Neben dem klassischen Stempelumformen sind auch verschiedene Druckluft- (Diaphragma-) Um-formprozesse sowie die variotherme Direktverarbeitung möglich.

Mittels Inline-Imprägniertechnik können maßgeschneiderte Preforms aus nahezu beliebigen Thermoplasthalbzeugen und Verstärkungstextilien individuell kombiniert werden. Die Preforms werden durch Filmstacking aufgebaut, in der Heizstation im-prägniert und anschließend aus erster Wärme zu komplexen dreidimensionalen Bauteilen umgeformt. Auch 3D-Preforms können mittels variothermer Werkzeuge direkt ohne Umformung imprägniert und konsolidiert werden.

Thermoplastische Composites großserientauglich verarbeiten

Das Leistungsspektrum von FRIMO umfasst:

Werkzeugtechnik für komplexe Strukturbauteile

Pressentechnik

Prozessverkettung (automatisiert oder teilautomatisiert)

Nachbearbeitung über Stanzen, Flexiblen Beschnitt, Fügen oder Montieren

Prozessdatenerfassung

Sicherheitstechnik

Über 2.000 Werkzeuge für die Luftfahrtindustrie

Multifunktionale Anlagentechnik für den Praxistest

Zur Herstellung einer Vielzahl von Strukturbauteilen kommen RTM Verfahren (Resin Transfer Molding) zum Einsatz. Dabei werden Fasergewebe oder Preforms in das Werkzeug eingelegt und anschließend ein reaktives Matrixmaterial in die geschlossene Form injiziert. Für den Einsatz unterschiedlichster Matrixmaterialen auf der Basis von Epoxidharz oder auch Polyurethan bietet FRIMO die jeweils maßgeschneiderte Werkzeug- und Anlagentechnik bis hin zur kompletten Fertigungslösung.

Neue Denkansätze und Lösungen zur Produktion von Faserverbundbauteilen im Serienmaßstab eröffnen bisher nicht gekannte Mög-lichkeiten in Bezug auf Qualität, Wirtschaftlichkeit, Ergonomie und Robustheit des Prozesses. Zudem lassen sich solche Bauteile zukünftig auch mit filigranen bis hin zu bionischen Oberflächenstrukturen ebenfalls mit In Mold Painting gestalten.

Duroplastische Composites –Strukturbauteile im RTM Verfahren

RTM-Werkzeug für ein Strukturbauteil, hier am Beispiel eines Pkw-Sitzes

Formenträger zur Evaluierung von RTM Bauteilen im FRIMO TechCenter

Duroplastische Composites –Strukturbauteile im RTM Verfahren

Monocoques im RTM-Verfahren

Für das weltweit erste seriell im RTM-Verfahren hergestellte Monocoque lieferte FRIMO die komplette Werkzeug- und Anlagentechnik. Ein Monocoque ist eine selbsttragende Fahrgastzelle, d.h. die tragende Struktur des Fahrzeugs ist eine Schale. Die einzigartige Struktur der Außenhaut dieser Schale nimmt alle angreifenden Kräfte auf. An dieser Struktur sind alle weiteren Elemente des Fahrzeugs befestigt. Für ein aktuelles Supercar wird das CFK Monocoque nicht wie bislang verbreitet aus CFK Prepregs, sondern im RTM Verfahren gefertigt, zu dem FRIMO die Werkzeuge und Anlagen entwickelt und geliefert hat. Eine beson-dere Herausforderung stellte dabei die Zykluszeitvorgabe dar.

Für das Monocoque werden sogenannte Preforms auf dem Werkzeugunterteil zu einem Gesamt-Vorformling aufgebaut. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird Epoxidharz in die Kavität injiziert, wobei der Faser-Vorformling vollständig mit dem Harz getränkt wird (Resin Transfer Moulding - RTM). Nach der Aushärtezeit kann das Monocoque dem Werkzeug ent-nommen werden.

Strukturbauteile mal anders – HD-RTM mit optimierten Faser-Preforms

Das Hochdruck Resin Transfer Molding (HD-RTM) gewinnt bei der Serienfertigung von Strukturbauteilen aus Faserverbundkunst-stoffen zunehmend an Bedeutung. Die Arbeit mit optimierten Faser-Preforms bietet wesentliche Vorteile bei der Fertigung dieser hochfesten Bauteile mit den benötigten Formen und Eigenschaften. Die von Toho Tenax Europe entwickelte Technologie „Part via Preform“ (PvP) führt in nur einem Schritt von der Roving-Spule zum Preform. Das hierzu verwendete Bindergarn ermöglicht die automatische Fertigung von Preforms direkt in die dreidimensionale Form des Bauteils. FRIMO hat das Verhalten dieser optimier-ten Preforms bei der Weiterverarbeitung im HD-RTM Verfahren an einem speziell dafür entwickelten Bauteil positiv getestet. Im Rahmen der Versuche wurden die Preforms mit unterschiedlichen Matrixmaterialien sowohl auf der Basis von Polyurethan als auch Epoxidharz getränkt. FRIMO konstruierte und fertigte hierzu ein Versuchswerkzeug zur Weiterverarbeitung der komplexen Preforms im HD-RTM-Verfahren. Das Werkzeug wurde flexibel und gleichzeitig seriennah ausgerüstet. Es verfügt z.B. über:

Fließfrontsensoren zur Harzerkennung

Automatisch gesteuerte Vakuumbausteine mit Wechseloption

Verschiedene Angussvarianten

Wechseleinsätze zur Variation der Bauteilgeometrie

Flexibel einstellbare Faserklemmung

Stahlkavitäten

Seriennahe Temperierung

Naturfasern – Vielseitige Fertigungslösungen für einen vielseitigen Werkstoff

Die FRIMO Gruppe gehört zu den Technologiespezialisten für Leichtbaulösungen und Naturfaserverarbeitung und hat anhand einer Vielzahl umgesetzter Referenz-Projekte im Bereich der automatisierten NFPP Verarbeitung bereits ihre Kompetenz unter Beweis gestellt. Dazu gehören unter anderem komplette Fertigungseinheiten für das Verpressen unterschiedlicher Trä-gerbauteile aus Naturfasern. Bei der Entwicklung und Gestaltung innovativer und gleichzeitig wirtschaftlicher Fertigungslösungen spielen die Kombination unterschiedlicher Technologien und die Integration von verschiedenen Arbeitsschritten in den Prozess eine wesentliche Rolle.

Clever kombiniert - Verformen und Hinterspritzen in einem Schritt dank Organo Sheet Injection

FRIMO bietet mit dem Organo Sheet Injection (OSI) Verfahren eine innovative Möglichkeit, das Verformen und Hinterspritzen in einem Arbeitsschritt clever zu kombinieren, um den Prozess zu beschleunigen und wirtschaftlicher zu gestalten.

Damit können die ursprünglich getrennten Arbeitsschritte des Pressens von tafelförmigen Halbzeugen und das anschließende Hinterspritzen in einen Prozess integriert werden. Die flächigen Halbzeuge, beispielsweise NFPP (Naturfaser-matten + PP) oder Organo Sheets (CF, GF, Aramid Gewebe / Gelege mit unterschied-lichen thermoplastischen Matrix-Strukturen) werden vorgeheizt im Formwerkzeug zunächst verformt und anschließend sofort hinterspritzt. Bei diesem Hinterspritzen können Funktionen wie Befestigungsösen oder gezielte Verstärkungen integriert oder auch der Bauteilrand perfektioniert werden. Durch die Kombination der Verfah-rensschritte zu einem einzigen Prozess lassen sich neben der reduzierten Zykluszeit erhebliche Kosten auf der Werkzeugseite einsparen. Darüber hinaus reduzieren sich der Aufwand für die Handhabung und die Lagerkosten.

Anwendungsgebiete für das Organo Sheet Injection Verfahren:

Strukturbauteile auf der Basis von Glas- oder Carbonfasern

Sitzstrukturen, Sitzschalen

Karosserieteile

Anwendungen im Bereich der Luftfahrtindustrie

Applikationen im Fahrzeuginterieur (Naturfaser-PP)

Tür-, Seiten-, Säulen- oder Sitzrückenverkleidungen, die anschließend mit Dekortextilien oder Folien kaschiert werden können.

Von FRIMO gelieferte Anlagen-Baugrup-pen am Beispiel von voll automatisierten Träger-Pressanlagen für Türverklei-dungen im Rahmen eines nachhaltigen Fertigungskonzeptes (Material- / Ener-gieverbrauch, Platzbedarf):

Mattenmagazin (als Drehtisch oder Doppel-Mattenmagazin für unter- brechungsfreien Materialwechsel)

Mattenausrichtung (mit flexibler Roboterlösung möglich)

Kalibrierpresse

Mattentransfer

Formpresse

Formwerkzeug

Bauteilentnahme

Werkzeugwechsel

Rohteilstanze für Beschnitt

Vorrichtung zum Pinchen von „Master Location Points“

Handlingroboter (z. B. für Laserbeschriftung)

Peripherie: Absaugung, Ausschleuse-shuttle, Abkühlstation, Abfallförder-system

Gesamtanlagensteuerung

FRIMO PURe Mix

Vorteile für den Kunden:

Technisch ausgereifte und praxiserprobte Fertigungssysteme

Optimal aufeinander abgestimmte Prozesse

Minimiertes Produktions-risiko in der Serie

Jahrelange Erfahrung

Weltweite Abwicklung von Großprojekten als Generalunternehmer

Herstellung von Prototypenteilen

Ein zentraler Ansprechpartner für alle beteiligten Projektpartner

Weltweiter Service

FRIMO – für die richtige Mischung und ein perfektes Endergebnis

FRIMO PURe Mix – Auf die richtige Mischung kommt es an

Mit den Produktionsanlagen für Leichtbaukomponenten kann FRIMO auch die darauf abgestimmte Misch- und Dosiertechnik liefern. Auch hier geht FRIMO einen völlig neuen Weg und fertigt alle PURe Mix Misch- und Dosiermaschinen aus einem absolut standardisiert aufgebauten Baukasten. Hieraus lässt sich jede technologisch einfachste oder auch technologisch aufwendigste Dosiermaschine konfigurieren. Die Maschinen sind komplett autark mit elektronischerSteuerung auf einem Grundgestell aufgebaut. Bei der Anordnung der Komponenten wurde besonderer Wert auf Bedien- und Wartungsfreundlichkeit gelegt. Auch Dosiertechnologien fürkleinste Austragsleistungen und für abrasive oder auch korrosive Roh-stoffe gehören zum Produktportfolio. Dabei können mit den PURe Mix Anlagen nahezu alle Matrixmaterialien sowohl auf der Basis von Epoxid-harz als auch Polyurethan verarbeitet werden.

Perfekt nachgearbeitet – Stanzen, Flexibles Schneiden, Fügen oder Montieren

Im Rahmen der Systemlösungen zur Verarbeitung hochwertiger faser-verstärkter Kunststoffe (Composite Technologies) entwickelt und liefert FRIMO neben der Werkzeug- und Anlagentechnik auch das notwendige Equipment für die Nachbearbeitung der Leichtbaukomponenten. Dies kann zum Beispiel über den Beschnitt mittels Stanzen oder roboterge-stützter Systeme erfolgen oder auch über unterschiedliche Füge- oder Montageprozesse.

Im Rahmen einer technologieneutralen Beratung und optimalen Technologiebündelung berät FRIMO den Kunden schon in der frühen Entwicklungsphase:

Ganzheitliche Beratung

Bauteil-, Prozess- und Fertigungsoptimierung

Fertigung und Erprobung der Anlagen und Werkzeuge in den FRIMO TechCentern

Validierung der Materialien, Technologien und Prozesse über alle Fertigungsschritte

Nutzen von Synergien zwischen den einzelnen Technologien

Kombination von Prozessschritten zur Verringerung der Handlingsvorgänge

FlexTrim Fräsanlage JoinLine SchweißanlageEcoCut Stanzanlage

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nFRIMO Group GmbH

Hansaring 1 49504 Lotte Deutschland

info@frimo.com

Zur FRIMO Mediathek www.frimo.com

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