Die Fasereinlegung wie eine Produktionstechnologie hat sich als die richtige Methode zur  Produktion von hochentwickelten Verbundwerkstoffen erwiesen. Die EndVerbundwerkstoffteile können vollkommen von den speziellen und anisotropen Eigenschaften Gebrauch machen, dank der Freiheit, die durch diesen Produktionsprozess dem Entwerfer gegeben wird. Um diesen hohen Grad an kompositen Eigenschaften zu erreichen, erfordert es die Kreativität des Entwerfers, sowie ein Komplettsystem der automatisierten Fasereinlegung. Bis vor kurzem, war dieses Werkzeug nur großen Lieferanten der Staatswehr und großen Luftraum-Lieferanten erhältlich, was auf die massive Kosten, hohe Instandhaltungs- und Betriebskosten, sowie mangelndes Interesse an Belieferung der Forscher und mittelgroßer Hersteller zurückzuführen ist.

Mit dieser inovativen Lösung, können kleine bis mittelgroße Hersteller und Forschunsinstitute beginnen, ihre kreativen Fähigkeiten zur Verbundwerkstoffherstellung völlig ausnutzen und somit in einen hoheren Grad der Verbundwerkstoffherstellung avancieren. Im Unterschied zu anderen Lösungen, werden alle, zur Verbundwerkstoffherstellung notwendigen Komponenten, von Mikrosam in einem Paket bereitgestellt.

Mikrosam bietet das Komplettsystem zur automatisierten Fasereinlegung , mit der Möglichkeit, das Maschinendesign und den Satz der Eigenschaften an Kundenwünsche, sowie an ihr Budget anzupassen.

• Fasereinlegungskopf
• Offline-Programmieren und Analyse – MikroPlace
• Online-Steuerung und Datenerfassung – MikroAutomate
• Kundenspezifische Maschinenkinematik
• Hochentwickelter Faseraufsteckgatter

Die Fasereinlegungsmaschine ist ein Teil von Mikrosams Integriertes Verbundwerkstoff-Produktionsprogramms.

Fasereinlegungskopf

Das Herz des Einlegungsprozess ist der Fasereinlegungskopf. Er ermöglicht fliegendes Schneiden, Aufspannung und Wiederanlauf jedes einzelnen Spinnfasers, während er den geeigneten Temperaturunterschied zwischen der Einlegungsoberfläche und dem Kopfinneren konstant hält. Durch den Temperaturunterschied, ist der Kopf in der Lage, die Spinnfaser in geeigneter Weise zu transportieren, indem er sie kalt hält und sie dazu bringt, mittels der kontroliierten Anheizung, an der Oberfläche haften zu bleiben. Die Auflage auf die Oberfläche erfolgt mithilfe einer speziellen Walze, die jede einzelne Spinnfaser präzise neben einander auflegt und dabei ermöglicht, die Faser auf verschiedenen Radien aufzulegen – diese Vorgehensweise heißt Fasersteuerung. Der letzte und wesentliche Prozessschritt umfasst Anwendung der  Hochkompaktionskraft auf den Fasern, um sicherzustellen, dass alle Faserschichten zu einer optimalen Struktur vergleichmäßigt werden.

Mikrosams Fasereinlegungskopf wurde speziell gebaut, um niedrige Betriebskosten für den Benutzer zu gewährleisten. Der Bediener hat einfachen Zugang zu allen zu renigenden Kopfbereichen und verwendet eine Methode der Schnellrenigung – verschmutzte Teile werden mit sauberen ausgetauscht, um die effektive verfügbare Betriebszeit zu maximieren. Nach langem Gebrauch, Teile, die für Verschleiß anfällig sind, werden einfach durch Standardteile ersetzt und der Bediener wird zeitig im voraus gewarnt, damit sein Produktionsablauf präzise geplant werden kann.

Die Fähigkeiten des Fasereinlegungskopfes können an Kundenwünsche angepasst werden. Die Anzahl der Spinnfaser, die Größe und der Typ der Faserplatte können das Design modifizieren und den ordnungsgemäßen Betrieb des Kopfes sicherstellen.

Offline-Programmieren und Analyse – MikroPlace

MikroPlace verfügt über hochentwickeltes Umfeld, damit der Entwerfer der Verbundwerkstoffe Verbundstrukturen mittels automatisierter Fasereinlegungstechniken bauen kann und schliesslich das aktuelle Programm,  zu genereieren, welches an der  APF-Maschine durchzuführen ist. Der Entwerfer der Teile kann die meisten notwendigen Schritte bei der Entwicklung der hochentwickelten Verbundwerkstoffteile gleich im MikroPlace-Umfeld machen, indem er das Werkzeug für den entsprechenden Teil aufzeichnen oder importieren kann, Laminatschichten von zahlreichen Strategien vornehmen, Produktionsangelegenheiten analysieren und reparieren und kundenangepasste Modifikationen nach der Verarbeitung der Laminierung vornehmen kann.

MikroPlace wurde von Anfang an unter Berücksichtigung des Entwerfers aufgebaut, um ihm maximale Flexibilität bei der Entwicklung, Simulation und Herstellung des Endproduktes zu ermöglichen. Bekanntermaßen ist die Entwicklung der Verbundwerkstoffprodukte ein kreativer, herausfordernder Prozess, der aber auch hervorragende Ergebnisse bringen kann.

Das Umfeld wurde um dieses Konzept errichtet, um langanhaltenden, sich wiederholenden Prozess zu gewährleisten. Der Kern dieses Softwarepakets stellt einen robusten, industrie-standarsmäßigen, geometrischen Betriebssystemkern dar, der volle NURBS Unterstützung leistet, sowie leicher Import/Export von führenden CAD-Paketen wie Fibersim, CATIA, Pro/ENGINEER, AutoDesk Inventor, SolidWorks und anderen. Für Kunden, die bestehende Pakete für Verbundwerkstoffdesign benutzen, stellen wir Module zu Verfügung, die zum Importieren der Schichtdefinitionen von der externen Software für Verbundwerkstoffdesign, sowie zur leichen Vorbereitung des Produktionscodes für dieselben Schichten,  dienen.

Online-Steuerung und Datenerfassung – MikroAutomate

MikroAutomate ist ein Online-Steuer- und Datenerfassungssystem, maßgeschneidert für die spezifischen Bedürfnisse der Fasereinlegungsproduktion. Das System wurde entwickelt, um unmittelbare Schnittstelle zum gesamten Produktionsprozess zu bieten, gebunden an die vom Kunden gewählte Sprache. Es ermöglicht dem Bediener, einen Produktionsprogramm zu betreiben, mehrere Parameter während des Betriebs zu beeinflussen, sowie  komplettes Folgen wichtiger Datenpunkte während des Produktionsprozesses zu ermöglichen.
MikroAutomate integriert Funktionen eines modernen CNC Systems, einer SCADA und Real-Time-Steuerung in eine einzige, leicht anwendbare Schnittstelle.

Unser Konzept offener Systeme verwendet Industrie-bewährte und populäre Pakete, um die vollintegrierte Funktionsweise der Maschinensteuerung zu gewährleisten. MikroAutomate basiert auf einer PC-Plattform und verwendet hochwertige und Standardkomponente, die bei Bedarf schnell ausgetauscht werden und den Kunden nicht zu einem Hersteller binden. Wir leisten Hilfe für unsere Kunden, die einen Schritt weiter gehen und ihre Funktionalität erweitern, beziehungsweise sie mit hochgradigen Produktionssteuerungssystemen  integrieren.

MikroAutomate ermöglicht komplette Methode des Datenfolgens, um Daten aus verschiedenen Aspekten des Produktionsprozesses, bzw. von der Maschine selbst, schnell zu erfassen, speichern und leicht abzurufen. Die gesammelten Daten können zum Verfassen von berichten verwendet werden, aber auch zur Prüdung der historischen Produktionsabläufe. Diese Art von Daten kann von höchster Bedeutung für Forscher sein, die ihnen helfen, die Effekte der Produktionsparameter auf dem Endstück zu untersuchen, höhere Qualität mit möglichst wenig Variation des Produktionsprozesses zu erreichen, sowie die effektive Betriebszeit der Maschine zu erhöhen.

Integriertes Programm zur Verbundwerkstoffproduktion

Die automatisierte Fasereinlegungsmaschine von Mikrosam ist ein Teil des integrierten Verbundwerkstoffproduktionsprogramms des Unternehmens. Das Programm umfasst äußerst wichtige Maschinen und Prozesse, die für ein Unternehmen erforderlich sind, um allumfassende Steuerung ihrer Verbundwerkstoff-Produktionslinien zu erreichen. Zum Beispiel, um ein Fasereinlegungssystem verwenden zu können, kann sich ein Kunde dazu entschliessen, eigenes unidirektionalen Prepreg mit den Mikrosams Prepreg-Produktionslinien zu produzieren, in Vergleich dazu, sie mit Preisaufschlag anzuschaffen. Der Vorteil von Mikrosams Prepreg-Produktionslinien besteht daraus, dass die volle Kontrolle und Qualität in Händen des Kunden liegt und dieses ermöglicht, dass Technologie entwkelt wird, die immer dem Wettbewerb einen Schritt voraus liegt.