Direkte Produktionsformen (DFT)

In den vergangenen Jahren erfolgte die Serienproduktion der Strukturteile von Windrädern aufwändig in drei Schritten. Vom Urmodell wurden Negativformen abgenommen und darin die Bauteile endgefertigt, wobei die Urform oft noch manuell gebaut wurde. Dabei vergingen von der computererrechneten Flügelform bis zur Serienreife manchmal mehrere Jahre. Die direkte Negativform (DFT, aus dem Englischen Direct Female Tooling) von Knierim, in der ohne Qualitätsverlust hundert und mehr Einzelexemplare gefertigt werden können, strafft den Produktionsablauf erheblich.

Der Grundaufbau von Positivkern und DFT ist gleich: Aus einer 3D-Geometrie des Kunden wird eine Stahlunterkonstruktion errechnet und gebaut, an die in der kleinen, 6x5x2-m-Fünf-Achs-Maschine gefräste Mallspanten angeschraubt werden. Auf Querleisten werden Sperrholzplatten befestigt, die mit einem Laminat überzogen werden. Darauf klebt das Fachpersonal Balsaholz als Kern einer Sandwich-Konstruktion, der mit einer der beiden bis zu 34 x 8,50 x 4 Meter großen 5-Achs-Fräsen „CMS Poseidon“ in Form geschruppt wird. Es folgt die Innenlage Laminat, die bei der Urform (wie die Außenlage auch) aus GfK gefertigt ist und danach von einer Fräse epoxidbepastet sowie geschruppt und geschlichtet wird.

Knierim Tooling manufactures heatable mouldsBei der direkten Negativform werden Ober- und Unterlage der Sandwich-Konstruktion je nach späterer Anforderung an die Bauteile aus GfK oder CfK – also glasfaserverstärktem oder kohlefaserverstärktem Kunststoff -  laminiert und direkt gefräst. Im High-End-Bereich folgt erst noch eine Heizschicht. Diese kann entweder ein Drahtgelege sein oder eine Kohlefaserdecke der Bremer Fa. fibretech (nur auf CfK-Laminat möglich). Beide werden später im Niedervoltbereich (48 bis 60 Volt) an Strom angeschlossen und erzeugen durch den Widerstand der tragenden Deckschicht eine gleichmäßig verteilte, flächendeckende Wärme. Mit diesem Tempern werden die Bauteile in der Endfertigung optimal ausgehärtet.

Die Heizschicht wird anschließend mit einem Übermaß an Laminat überzogen, bevor das Schruppen und Schlichten erfolgt. In den Randbereichen wird auch hier mit einem Schaftfräser gearbeitet, auf der Fläche mit einem radialen Kopierfräser (Kugelfräser). Das Schruppen erledigt ein VHM-Fräser (Vollhartmetall), das Schlichten ein Wendeplattenfräser mit bis zu 400 Umdrehungen pro Minute. Der Fräskopf der Maschinen läuft in der Länge und Breite mit einer Vorschubgeschwindigkeit von bis zu 85 Metern pro Minute, in der Höhe 45 m/min. Durch die Drehungen in der B-Achse (110 Grad) und C-Achse (300 Grad) ist an jeder Stelle des Modells ein optimaler Anstellwinkel des Fräsers gewährleistet.

Am Ende des Prozesses wird ein Deckschichtharz (Primer) aufgespritzt, der von erfahrenen Knierim-Bootsbauern geschliffen und poliert wird. Ganz zum Schluss können Maßmarkierungen aufgebracht werden.

„Die Erfahrung der Kunden zeigt, dass DFT für die meisten Strukturteile der Formenbau der Zukunft ist“, erklärt Geschäftsführer Steffen Müller, „wir entwickeln die Technologie weiter und passen sie auch nach den speziellen Bedürfnissen unserer Auftraggeber an.“