Werkzeugform für Heißpresse zur C-Spanten Herstellung aus CFK-Organoblech

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) am Standort Augsburg beabsichtigt die Beschaffung einer Werkzeugform für eine Heißpresse. Diese Werkzeugform ist für die Herstellung von C-Spanten aus CFK-Organoblech mit LM-PAEK-Matrix im Thermoformverfahren bestimmt. Der gesamte Prozess umfasst die Konstruktion, Auslegung, Materialbeschaffung, Herstellung und Lieferung der gebrauchsfertigen Werkzeugform. Die Werkzeugform muss mit der am Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) des DLR in Augsburg vorhandenen hydraulischen Heißpresse, einschließlich der Anlagenperipherie wie Infrarotheizfeld und Transfersystem, kompatibel sein und die spezifizierten technischen Anforderungen erfüllen. Das Zielbauteil ist ein Segment eines prototypischen Flugzeugspants, von dem etwa 100 Stück gefertigt werden sollen. Die genauen Abmessungen des Zielbauteils sind den beigefügten CAD-Daten zu entnehmen. Der zu verarbeitende Werkstoff ist ein mehrlagiges CFK mit LM-PAEK-Matrix, auf dessen Außenseite eine Folie aufkonsolidiert ist. Die Werkzeugform wird im Thermoformverfahren eingesetzt, bei dem ein Organoblech erwärmt und unter Druck umgeformt wird. Die Werkzeugform muss eine präzise Positionierung und Fixierung des Halbzeugs ermöglichen und die Bildung von Falten während der Umformung verhindern. Sie muss auf einer Wickert WKP 4400 S Heißpresse montiert werden können, die eine maximale Presskraft von 4400 kN und Heizplattengrößen von 1200 mm x 1800 mm aufweist. Die Temperaturverteilung der Heizplatten muss ±1,5°C betragen. Die Werkzeugform muss über Befestigungspunkte (Sackbohrungen M16 x 35) verfügen, die dem Bohrmuster der Presse entsprechen. Des Weiteren sind Führungen für die präzise Ausrichtung der Werkzeugformhälften sowie Anschlagspunkte für den Transport mittels Kran erforderlich. Die formgebenden Flächen müssen eine Oberflächenrauheit von Ra = 0,8 µm aufweisen, während alle anderen Flächen eine Rauheit von Ra = 3,2 µm haben dürfen. Die Formabweichung im Bereich der formgebenden Flächen darf maximal ±0,1 mm betragen. Die Werkzeugform muss für eine Stückzahl von ca. 100 Bauteilen ausgelegt sein und Belastungen von bis zu 50 bar bei 220°C standhalten. Die Auslegung muss auch Transportbelastungen, thermische Belastungen bis 250°C und den kurzzeitigen Kontakt mit auf ca. 400°C temperiertem Halbzeug berücksichtigen. Die Werkzeugform muss zudem den geltenden Normen und Vorschriften zur Arbeitssicherheit genügen. Die Lieferung umfasst die Werkzeugform in betriebsbereitem Zustand, inklusive Transportsicherung, geeigneten Befestigungsmitteln und umfassender Dokumentation, darunter CAD-Daten, Montageanleitung und Nachweise zur Maßhaltigkeit und Oberflächenrauheit. Die Gewährleistungsdauer muss mindestens 24 Monate ab Abnahme betragen. Die Anlieferung erfolgt an das DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie in Augsburg.