Automatischer Fadenspeicherwechsel zur Steigerung der Produktivität von Flechtmaschinen (AuFaWe)

Problemstellung
Die Flechttechnologie findet immer stärker Anwendung in der Herstellung von Halbzeugen für Faserverbundwerkstoffe. Mit dem Einzug der Flechttechnik in die Anwendungen der Faserverbundwerkstoffe ist sowohl die benötigte Klöppelanzahl als auch die Faserfeinheit des verflochtenen Materials gestiegen. Der Klöppelwechsel erfordert aktuell die Schritte Entnahme der Spule, Aufsetzen der neuen Spule und Anknoten oder Neueinfädeln des Fasermaterials. Übliche Klöppelanzahlen moderner Flechtmaschinen zur Verarbeitung von technischen Fasern, wie beispielsweise Carbon oder Glas, liegen bei 50 bis 200 Klöppeln je Maschine. Ist der Fadenspeicher aufgebraucht, muss jede dieser Klöppel einzeln mit neuem Fasermaterial bestückt werden. Je nach Fasermaterial und Maschinentyp ist die Zeit für das Wechseln der Spulen länger als der eigentliche Flechtvorgang, der Wechsel erfolgt manuell. Das resultierende Defizit sind hohe Lohnkosten, eine verminderte Produktivität sowie eine erhöhte Fehleranfälligkeit.

Zielstellung
Im KMU-innovativ-Projekt AuFaWe wurde ein automatisierter Prozess für das Wechseln der Klöppel entwickelt und validiert. Die einzelnen Technologien, die für das Handling der Spulen im Rahmen der gegebenen Maschinenkinematik sowie für das Schneiden, Fügen und das Handling der biegeschlaffen Flechtfasern erforderlich sind, müssen für einen automatisierten Prozessablauf zusammengeführt und qualifiziert werden. Als ein Entwicklungsziel wurde die Verringerung der Stillstandzeit durch Spulenwechsel um 50 % angestrebt und nahezu erreicht.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Das Projekt konnte mit sehr guten Versuchsergebnissen abgeschlossen werden. Für einen Einsatz unter industriellen Bedingungen sind aber weitere Entwicklungsaufgaben zu lösen und werden von den beteiligten Unternehmen durchgeführt. Die Erfolgsprognosen, wie eine Kostenersparnis im Flechtprozess um ca. 20 % und eine Produktivitätssteigerung von 35 % gegenüber dem manuellen Wechsel, sind weiterhin realistisch.

• Barthels-Feldhoff GmbH & Co. KG
• Maschinenbau und Konstruktion GmbH Elmshorn
• RWTH Aachen