315-Tonnen-Hochtemperatur-Heißpresse für die Verarbeitung von Luft- und Raumfahrtmaterialien in Kanada

Die Verarbeitung von Luft- und Raumfahrtmaterialien erfordert Heißpressanlagen, die einen hohen Umformdruck, eine stabile Hochtemperaturregelung und eine kontrollierte Kühlung vereinen können. Bei modernen thermoplastischen Verbundwerkstoffen und Hochtemperaturharzen wie PEEK-basierten Materialien muss die Presse während des gesamten Aufheiz-, Press-, Aushärte- und Abkühlprozesses ein kontrolliertes Prozessfenster aufrechterhalten. Der kontinuierliche Betrieb stellt zudem hohe Anforderungen an die hydraulische Stabilität, die Wärmedämmung, die Kühlungssteuerung und die Automatisierungskompatibilität.

Für Anwendungen in der kanadischen Luft- und Raumfahrtmaterialverarbeitung muss sich die Auswahl der Ausrüstung daher auf messbare Prozessparameter konzentrieren und nicht allein auf die Tonnage der Maschine. Druckgenauigkeit, Gleichmäßigkeit der Erwärmung, Abkühlrate, Plattengröße und Werkzeughandhabung sind dabei wichtige Faktoren.

Der kanadische Kunde benötigte eine Heißpresse für Luft- und Raumfahrt-Spezialmaterialien für die Verarbeitung von Hochtemperatur-Verbundwerkstoffen. Die Anwendung umfasste Hochtemperatur-Harzsysteme und thermoplastische Verbundwerkstoffsubstrate mit der Anforderung an einen kontinuierlichen Betrieb und kontrollierbare Aushärtungsbedingungen.

Der Kunde benötigte die Anlage insbesondere, um einen stabilen Hochtemperatur-Arbeitsbereich aufrechtzuerhalten, einen ausreichenden Umformdruck für große Luft- und Raumfahrtwerkzeuge bereitzustellen und eine kontrollierte Kühlung zu unterstützen, um das Risiko von Delaminationen und Blasenbildung während der Verbundwerkstoffverarbeitung zu verringern.

Wir lieferten eine hydraulische 315-Tonnen-Heißpresse mit einer unabhängigen Hydraulikstation und einem Hochtemperatur-Heiz- und Kühlsystem.

Das zentrale Hydrauliksystem bietet einen maximalen Druck von 315 Tonnen und einen maximalen Systemdruck von 25 MPa. Die Presse verwendet einen Ø510 mm Haupt- und Hilfszylinder, mit einem geschmiedeten Zylinderkörper und einer hochfrequenzgehärteten Kolbenstange aus 45#-Stahl. Vier verchromte Ø140 mm Präzisionsführungssäulen tragen den robusten Viersäulen-Dreiträger-Rahmen.

Zur Prozesssteuerung arbeitet der Stößel in drei wählbaren Geschwindigkeitsstufen: 30–50 mm/s für den Eilgang, 1–3,5 mm/s für das Pressen und 4–10 mm/s für das Entformen. Die untere Heizplatte ist mit einem hydraulischen Schub-Zug-Zylinder für das automatische Be- und Entladen der Werkzeuge ausgestattet, was die Anbindung an automatisierte Produktionslinien ermöglicht.

Das Heizsystem verwendet zwei 1200 × 1200 mm Heizplatten, jeweils 120 mm dick, zusammen mit zwei 60 mm Isolierplatten. Jede Platte enthält 18 Φ19,8 mm Typ-310-Heizrohre mit zonenweiser Temperaturregelung. Die Betriebstemperatur ist stufenlos einstellbar von Raumtemperatur bis 500°C, bei einer Gesamtsystemleistung von 180,9 kW.

Das Kühlsystem umfasst einen 10-PS- (7,5 kW) Industriekühler und zwei doppellagige 60 mm Kühlwasserplatten. Die Kühlung ist in zwei Stufen unterteilt: Schnellkühlung über 200°C und präzise Temperaturregelung unter 200°C. Die angegebene durchschnittliche Abkühlrate beträgt 1–3°C/min, mit Druckluftunterstützung.

Nach der Installation berichtete der Kunde, dass die Anlage den geforderten Hochtemperatur-Betriebsbereich stabil halten konnte. Die Kombination aus mehrschichtiger Wärmedämmung und einer unabhängigen Kühlstruktur ermöglichte es, den Materialaushärtungsprozess über den gesamten Zyklus hinweg kontrollierbar zu halten.

Der Kunde bestätigte außerdem, dass die Presse die Verarbeitungsanforderungen für spezielle Hochtemperaturharze und thermoplastische Verbundwerkstoffsubstrate erfüllte und einen stabilen langfristigen Dauerbetrieb unterstützte.

Dieses kanadische Projekt zeigt, dass die Auswahl von Heißpressen für die Luft- und Raumfahrt auf einer koordinierten Steuerung von Druck, Temperatur, Abkühlrate und Werkzeughandhabung basieren sollte. Mit 315 Tonnen Hydraulikdruck, 500°C stufenloser Temperatureinstellung, 1200 × 1200 mm Heizplatten und 1–3°C/min kontrollierter Abkühlung bietet das System eine messbare Anlagenkonfiguration für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-Verbundwerkstoffverarbeitung.