Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Illig: Weiche, thermogeformte Luftkanäle

Thermogeformte, leichte und flexible Pkw-Luftführungskanäle in anspruchsvoller 3D-Geometrie aus XLPE-Schaumfolie: Der spanische Automobilzulieferer stellt sie serienmäßig im Twinsheet-Verfahren her. (Fotos: Illig)

Thermogeformte, leichte und flexible Pkw-Luftführungskanäle in anspruchsvoller 3D-Geometrie aus XLPE-Schaumfolie: Der spanische Automobilzulieferer stellt sie serienmäßig im Twinsheet-Verfahren her. (Fotos: Illig)

Ein spanischer, weltweit operierender Automobilzulieferer hat Anfang dieses Jahres bereits die dritte Thermoformmaschine UAR 155g der Illig Maschinenbau GmbH Co. KG, Heilbronn, in Betrieb genommen. Produziert werden darauf im Twinsheet-Verfahren Luftführungskanäle aus vernetzter PE-Schaumfolie (XLPE) für die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums. Der in Nordspanien in der baskischen Provinz Álava ansässige Automobilzulieferer ist auf die Herstellung von Dichtungen und schalldämmenden Bauteilen aus geschäumten Materialien spezialisiert. Die im Thermoformverfahren hergestellten flexiblen und leichten Kanäle zur Warm- und Kaltluftführung erfüllen die Anforderungen im Kraftfahrzeugbau besonders gut. Mit ihrem positiven Eigenschaftsprofil bieten sie Vorteile im Vergleich zu den bislang noch vielfach eingesetzten, blasgeformten harten Kanälen aus PP.

Beim Twinsheet-Thermoformen von XLPE-Schaumfolien werden zwei auf Umformtemperatur aufgeheizte Folien im Werkzeug vakuumunterstützt zu Halbschalen geformt und gleichzeitig an der Außenkontur miteinander verschweißt. Bei dem von Illig entwickelten System werden die Nutzen nach Kühlzeitende direkt im Werkzeug ausgestanzt. Dazu hat die obere Werkzeughälfte ausfahrbare Zackenmesser und die untere Nuten, in die die Messer beim Stanzen eintauchen. Die ausgestanzten Teile bleiben in Haltestegen (nicht ausgestanzte kleine Verbindungen zwischen Nutzen und Abfall) hängen und werden so aus der Formstation herausgefahren. Außerhalb der Thermoformmaschine müssen lediglich – wie bei den blasgeformten Hartkanälen – die Anschlussbereiche der Luftführungskanäle beschnitten werden.

Vorteilhafte Eigenschaften – maßgeschneiderte Thermoformtechnologie

Ein Kanal aus XLPE-Schaum ist nicht nur leichter (je nach Anwendung Dichte etwa 70 bis 80 kg/m³) als einer aus PP-Vollmaterial (Dichte rund 900 kg/m³), Schaum besitzt strukturbedingt u. a. auch eine geringere Wärmeleitfähigkeit und dämpft die Schallausbreitung stärker. So minimiert die geringe Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität des Schaums die Gefahr der Kondenswasserbildung im Luftkanal nach dem Abschalten der Klimaanlage. Die hohe Elastizität und das gute Rückstellvermögen der Kanäle eröffnen weitere Vorteile, wie einfache Verbaubarkeit und Verringerung von Quietsch- und Klappergeräuschen, selbst bei engem Einbauraum.

Zum Thermoformen der Luftkanäle werden die mit zwei Folienrollenaufnahmen bereitgestellten 3 bis 4 mm dicken XLPE-Folien in der Formstation auf jeweils max. 200 °C Oberflächentemperatur aufgeheizt. Anschließend fahren die Heizungen sehr schnell – Fahrzeit unter 3 s – aus der Formstation heraus, um das Abkühlen der Folien bis zum Umformbeginn zu minimieren. Daher sind auch die servomotorischen Antriebe für den Werkzeugober- und den Werkzeuguntertisch speziell für hohe Fahrgeschwindigkeiten von bis zu 500 mm/s ausgelegt, und das selbst mit bis zu 1 t schweren Werkzeugen je Werkzeugtisch.

Ein weiterer Vorteil beim Thermoformen mit der Illig-Technologie im Vergleich zum Extrusionsblasformen ist, dass sich auf dem großflächigen Werkzeug (die UAR 155g hat eine Formfläche von max. 1.450 mm x 1.200 mm) mehrere Formteile gleichzeitig und zudem noch mit unterschiedlicher Größe und Geometrie in einem Arbeitsschritt herstellen lassen. Pro Luftkanal resultiert daraus eine kurze Zykluszeit. Damit sind die aus dem geschäumten Halbzeug hergestellten Luftführungskanäle auch kostenmäßig mit blasgeformten, harten Kanälen mit PP-Granulat als Ausgangsmaterial wettbewerbsfähig – die Herstellkosten pro Kanal sind vergleichbar.

www.illig.de

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