Integrierte Sensorik optimiert den Prozess von Leichtbaukomponenten

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INVENT, ein Hersteller von Leichtbaukomponenten für die Luft- und Raumfahrt, hat sich in Zusammenarbeit mit Hahn-Schickard vorgenommen, den Energiebedarf beim Autoklavprozess zu senken – und dies mithilfe integrierter Sensorik. Leichtbaukomponenten bestehen aus Kohlenstofffasergeweben, die in einen Kunststoff eingebettet werden und somit ein sehr leichtes und gleichzeitig sehr stabiles Material sind. Der Herstellungsprozess umfasst nach dem Legen der Carbonfasern einen Aushärteprozess des Matrixwerkstoffs, der die Carbonfasern umschließt.

Für die Einbettung der Kohlenstofffasergewebe in einen Kunststoff werden hohe Temperaturen und ein Überdruck von 6 bar benötigt. Und hier kommt der Autoklav, ein beheizbarer Druckbehälter, ins Spiel. Je nach Größe der Bauteile dauert der Autoklavprozess mehrere Stunden. Dieser Prozess ist sehr energieintensiv. Die explodierenden Energiepreise machen dem KMU trotz einer Photovoltaikanlage auf dem Dach der Fertigungsstätte zu schaffen. Hier müssen doch Einsparungen möglich sein, dachte sich das Unternehmen. Damit nicht genug: Auch die CO2-Emissionen sollten vermindert werden. Das war Grund genug für Hahn-Schickard, sich dem Thema gemeinsam mit INVENT anzunehmen.

Zunächst haben die Projektpartner den Ist-Stand erfasst. Dazu wurde der tatsächliche Energiebedarf für die Fertigung des jeweiligen Bauteils ermittelt und darauf aufbauend wurden verschiedene Konzepte zur Energieeinsparung erarbeitet. Gleichzeitig sollten Prozessdaten direkt am Bauteil präzise erfasst und aufgezeichnet werden. Die sensorgestützte Prozessüberwachung macht es möglich, direkt am Bauteil zu messen. Durch die in das Werkzeug integrierte Sensorik kann der Aushärtegrad des Matrixwerkstoffs überwacht und so der Energiebedarf für den Autoklavprozess auf das absolut benötigte Minimum gesenkt werden. In Zukunft können nun Prozessoptimierungen vorgenommen werden. Das zeigt: Durch Digitalisierung kann die Effizienz gesteigert und die Fehlerquote verringert werden.

Erfahren Sie hier mehr zum Projekt Sensorgestützte Einsparung von Energie im Autoklavierprozess.

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