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Composite Produkte sind besonders widerstandsfähige und stabile Materialien, die bereits Metalle wie Aluminium oder Stahl in vielen Branchen ersetzen. Durch ihr gleichzeitig geringes Gewicht sind sie mittlerweile unverzichtbarer Bestandteil bei der Fertigung von Sportgeräten, Seating Systemen und Hochleistungsfahrzeugen. Die Organo Sheet (OS) Technik nutzt das bereits große Potential der Fiber Materialien und spart bei der herkömmlichen, auf Textiltechniken basierenden Fertigung diverse Prozessschritte ein.
Der moderne Herstellungsprozess
Wie Standard-Composites besteht auch das Organo Sheet aus mehreren Schichten von Fiber Tapes, in die bereits Hochleistungskunststoffe eingebunden sind. Ein Sheet ist ein Standard-Halbzeug, das zum Beispiel für Verstärkungen in Spritzgussanwendungen eingebracht wird.
Der Aufbau sorgt dafür, dass die Materialien großen Belastungen problemlos standhalten können und statisch eine hohe Traglast bieten. Mit dem Compositence Prozess ist es möglich, Organo Sheets nach den individuellen Bauteilkonturen und Bauteilbelastungen abzulegen. Durch eine spezielle Faserausrichtung können hier schon während der Produktion dem fertigen Objekt besondere Eigenschaften gegeben werden, ohne in die gesamte Konstruktion einzugreifen. So ist es möglich, Teile für starke, zu erwartende Zugkräfte zu optimieren und damit die Stabilität weiter zu erhöhen. Zudem wird der teure Wertstoff nur dort verwendet, wo er im Bauteil benötigt wird. Dies sorgt für eine erhebliche Verschnittreduktion und somit auch für sinkende Herstellungskosten.
Herkömmliche Composite Bauteile werden thermisch mit Hitze oder chemisch durch Binder gehärtet und die einzelnen Schichten zum fertigen Bauteil verschmolzen. Ähnliche Prozesse kommen auch beim Organo Sheet zum Einsatz. Das für die Bauteilanwendung individuell zugeschnittene Organo Blech wird jedoch in einem weiteren Schritt in herkömmlichen Spritzgussbauteilen integriert.
Ähnlich wie bei einem Bambushalm begünstigt auch im Organo Sheet eine verstärkte Innenstruktur die statischen Eigenschaften und sorgt für eine maximale Leistung bei minimalem Eigengewicht.
Ein Sheet besteht aus mehreren Einzellagen, die erhitzt und durch hydraulische Pressen in Form gebracht werden. Je nach Lagenzahl werden unterschiedliche Prozesse für die nachfolgende Bearbeitung genutzt.
Einsatzbereiche für das Organo Sheet System
Wie auch bei anderen Fiber Placements dienen OS als gewichtsparende Alternative zu Stahl und Aluminium in Hochleistungsbranchen. Zunehmend dringen die Faser-Materialien auch in andere Fertigungsbereiche, z. B. in die Automobilindustrie, vor. Wie bei Flugzeugen wird bei neuen Elektro- und Leichtbauautos penibel auf das finale Gewicht geachtet, denn jedes zusätzliche Gramm erhöht unmittelbar den Verbrauch und somit den CO2-Ausstoß, senkt die Effizienz sowie die abrufbare Leistung. So finden sich Composite-Bauteile, die mit der Fiber Placement Produktionstechnologie gefertigt wurden u. a. in:
- Automotive Seating Structures
- Tragenden Konstruktionen
- Karossen und Rümpfen
Neben der Ersatzteilfertigung und der Werkzeugtechnik wird die Organo Sheet Technik heute besonders häufig in Sitzen eingebaut, da sie ein flexibles Reagieren auf große Belastungen und ein hohes Sicherheitsniveau gewährleistet. Durch die hochgradige Automation in der Fertigung werden die Produktionskosten gesenkt und so auch für kleine Unternehmen der günstige Zugang zu der modernen Technologie ermöglicht.
Die zunehmende Integration der Fertigungstechnik über das Organo Sheet in Spritzgussanwendungen wie Verkleidungselementen, Stoßstangen und Hauben eröffnet zahlreiche hochvolumige Anwendungen. Damit und durch seine besonderen Eigenschaften leistet das OS-System einen wertvollen Beitrag zur konstanten Innovation und Effizienzsteigerung von Materialien, Fahrzeugen und Gebrauchsgegenständen.
Das von Compositence entwickelte und patentierte Automated Fiber Placement fertigt vollautomatisiert Sheets, realisiert allerdings auch direkt die gewünschte Preform ohne den Umweg über Halbzeuge.