Verformte Kunststoffscheiben auf flexiblem Formwerkzeug herstellen

Bisher werden in der Produktion dreidimensional verformter Kunststoffscheiben die Werkzeugformen spanend erzeugt. Die gewünschte Kontur der Scheibe entsteht, indem die Scheibe durch Überleg- oder Tiefziehverfahren im Werkzeug abgeformt wird. Gemeinsam mit 6 Unternehmen entwickeln 2 Forschungseinrichtungen im Rahmen eines geförderten Projekts ein neuartiges, automatisiertes, wiederverwendbares und formflexibles Werkzeugsystem, das die bisher verwendeten Formblöcke ersetzen kann. Dabei wird die gekrümmte Oberfläche aus einer Stempelmatrix erzeugt. Als Zwischenlage zwischen den Aktuatoren und dem zu verformenden Material kommt eine Interpolationsschicht bzw. Interpolationsmatte zum Einsatz. Das System soll enge Krümmungsradien bis 300 mm ermöglichen. Ein guter Kompromiss zwischen Einstellzeit und Kosten gelingt mit einem System, bei dem die Stempel auf einer gemeinsamen Plattform stehen, die in vertikaler Richtung verfahrbar ist. Sobald ein Stempel seine gewünschte Zielposition erreicht hat, kann er durch einen speziell entwickelten Klemmmechanismus festgehalten werden. Am Standort Augsburg der Fraunhofer-IWU-Projektgruppe RMV existiert ein Demonstrator mit einem aus 9 Stempeln bestehenden Stempelfeld, an dem die Funktionsweise verschiedener Klemmungen und die damit erreichbaren Wiederholgenauigkeiten untersucht werden können. Bei Abmessungen von etwa 1 m auf 0,5 m umfasst das geplante Feld insgesamt mehr als 550 Stäbe. Die Versuchsfläche wird aus 2 identisch aufgebauten Modulen zusammengesetzt. Es können beliebig viele Module kombiniert werden. Um die Stetigkeit der umgeformten Scheibe zwischen den Stempeln zu gewährleisten, erhalten die Stempel geeignete Stempelköpfe. Auf diesen wird eine elastische Interpolationsschicht aufgebracht, die das Durchhängen zwischen den Stempelköpfen und das Abdrücken derselbigen vermeiden soll. Die Stempelköpfe sind als sternförmige Geometrie ausgebildet. Mithilfe der additiven Fertigung konnten bereits einige Beispielköpfe hergestellt werden. Durch das pulverbasierende generative Verfahren lassen sich im Kunststoffbereich die in den Stempelköpfen verbauten Kugelgelenke in einem einzigen Fertigungsprozess herstellen. Mithilfe von FEM-Simulationen kann die Elastizität der Matte so berechnet werden, dass sich die gewünschten Krümmungsradien realisieren lassen und gleichzeitig der Durchhang und die Abdrücke der Stempelköpfe im PMMA (Polymethylmethacrylat) minimiert werden. 1. Versuche zeigen, dass sich diese Technik für gekrümmte Kunststoffscheiben eignet, die mit einem einfachen Überlegverfahren gefertigt werde