Der Hybridspritzguss verbindet Thermoformen und Spritzguss zu einem vollautomatisierten Fertigungsschritt für lastentragende Leichtbaustrukturbauteile und ist in der automobilen Serienfertigung etabliert. Sollen jedoch Tailored Organo Sheets (TOS) verarbeitet werden, also lastpfadoptimierte Halbzeuge mit lokal unterschiedlicher Wandstärke, stoßen konventionelle Flächenheizungen an ihre Grenzen. Die ungleichmäßige Wärmekapazität der TOS lässt sich mit ihrer begrenzten räumlichen Auflösung nicht kompensieren.
Im Forschungsprojekt OsTOS (Ofensystem für Tailored-Organo-Sheets) haben wir gemeinsam mit der TU München, dem Institut für Textiltechnik Augsburg (ITA) und dem Lehrstuhl für Textilmaschinenbau der RWTH Aachen ein geschlossenes Regelsystem entwickelt: ein hochauflösendes Infrarot-Emitterfeld aus 200 Spot- und 24 Balkenemittern, eine flächendeckende IR-Kamera zur Inline-Qualitätsüberwachung sowie ein KI-basiertes Optimierungsmodul, das die Temperaturverteilung über einen genetischen Algorithmus zyklusweise nachjustiert und Produktionsstörungen automatisch kompensiert.
In der Validierung senkte das System den Energieverbrauch gegenüber dem Stand der Technik um 34 %, reduzierte durch lastpfadoptimierte Halbzeuge den Materialeinsatz und ermöglichte erstmals auch die zuverlässige Verarbeitung von Rezyklaten mit größerer Materialstreuung. Das Paper ordnet die Ergebnisse zusätzlich wirtschaftlich und ökologisch ein.
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) im Rahmen des Technologietransferprogramms Leichtbau (Förderkennzeichen 03LB3027), betreut durch den Projektträger Jülich.
Zum Paper im Journal of Manufacturing Systems
