Corebon beschleunigt die Herstellung von Verbundstoffen durch Induktion

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind für Anwendungen unverzichtbar, bei denen hinsichtlich Gewicht, Festigkeit und Effizienz keine Kompromisse möglich sind. Dennoch bleibt die Produktion durch langsame Zykluszeiten, hohen Energieverbrauch und komplexe Prozesssteuerung eingeschränkt, was die Skalierbarkeit einschränkt. Das schwedische Unternehmen Corebon AB erkannte diese Diskrepanz als klare Geschäftschance.

Corebon konzentriert sich auf die Verbesserung der Fertigungseffizienz bei der Verbundstoffherstellung durch Anwenden der Induktionsheiztechnologie. Ihre Systeme ermöglichen eine schnelle, gleichmäßige Erwärmung von Formen und Materialien, wodurch Hersteller Zykluszeiten verkürzen und Energieverbräuche senken können. Die herkömmliche Verbundwerkstofffertigung ist auf Öfen und Autoklaven angewiesen, die große Mengen an Luft und Werkzeugen erwärmen, bevor das Material selbst die erforderliche Temperatur erreicht. Dies führt zu thermischer Verzögerung, ungleichmäßiger Erwärmung und erheblichem Energieverlust.

Corebon hat die Grenzen der herkömmlichen Verbundwerkstofffertigung überwunden, indem das Unternehmen die indirekte, energieintensive Erwärmung in Öfen durch gezielte elektromagnetische Induktion ersetzt hat. Durch die Erzeugung von Wärme direkt im Kohlefasermaterial eliminiert der Prozess unnötige thermische Masse, beschleunigt Zykluszeiten und verbessert die Temperaturgleichmäßigkeit und -kontrolle. Das Ergebnis ist ein effizienterer und besser skalierbarer Ansatz für die Herstellung von CFK-Komponenten.

Als das Unternehmen jedoch expandiert und mit Kunden aus der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und anderen Branchen kooperiert hat, benötigte es einen strukturierteren, besser skalierbaren Entwicklungsprozess.

Steuern von Geschwindigkeit, Energie und Komplexität bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen

Die Herstellung von Verbundwerkstoffen ist von Natur aus komplex. Sie beinhaltet eine präzise Temperaturregelung und variables Materialverhalten unter Wärme und Druck. Die Werkzeuge müssen zudem bei wiederholten Temperatur- und Druckzyklen formstabil und mechanisch intakt bleiben. Kenneth Frogner, Head of Research & Innovation bei Corebon, erklärt: „Die Induktionsheizung ist die Schlüsseltechnologie unserer Lösungen, mit der wir eine dünne Metallform sehr schnell, gleichmäßig und effizient erwärmen können.“

Dieses Maß an Kontrolle zu erreichen, ist eine Herausforderung. Für jede Produktionseinrichtung sind kundenspezifische Werkzeuge, Heizkonfigurationen und Kühlstrategien erforderlich. Veränderungen der Geometrie und Materialstärke führen zu zusätzlichen Herausforderungen, wodurch es schwierig wird, eine gleichmäßige Temperatur aufrechtzuerhalten und vorhersagbare Ergebnisse zu erzielen.

Gleichzeitig erwarten die Kunden von Corebon – viele von ihnen weltweit führend – schnellere Entwicklungszyklen und höhere Effizienz. Rasmus Kjellstrand, Chief Commercial Officer bei Corebon, erklärt: „Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen [unsere Kunden] ihre Produktion rationalisieren und effektiver gestalten. Und genau hier kommt Corebon ins Spiel.“

Um die Erwartungen der Kunden zu erfüllen, benötigte Corebon eine Möglichkeit, komplexe Systeme vor der physischen Implementierung zu entwerfen und zu validieren und gleichzeitig die interne Zusammenarbeit zu verbessern und Ineffizienzen bei den Produktentwicklungs-Workflows zu reduzieren.

Corebon hat SOLIDWORKS® Design und die 3DEXPERIENCE® Plattform eingeführt, um eine digitale Grundlage für seine Entwicklungsprozesse zu schaffen. Frogner erklärt: „Durch den Einsatz digitaler Werkzeuge wie SOLIDWORKS und 3DEXPERIENCE können wir digitale Zwillinge unserer Anlagenaufbauten erstellen und das Erwärmungs- und Abkühlverhalten optimieren und vorhersagen.“

Diese Funktion hat es den Ingenieuren von Corebon ermöglicht, Leistungsmerkmale wie die Temperaturverteilung und das Zyklusverhalten vor der physischen Umsetzung zu bewerten. Daher konnten Konstruktionsentscheidungen früher im Prozess validiert werden, wodurch der Bedarf an physischen Prototypen reduziert wird.

Neben der Modellierung half die 3DEXPERIENCE Plattform bei der Bewältigung der Herausforderungen der Zusammenarbeit. Durch den Wechsel von einem herkömmlichen serverbasierten System zu einer cloudbasierten Umgebung hat Corebon die Zugänglichkeit und Koordination zwischen Teams optimiert. Charlotte Granat, Project Manager bei Corebon, erklärt: „Seit wir 3DEXPERIENCE nutzen, ist unser Arbeitsalltag deutlich reibungsloser geworden und wir verbringen weniger Zeit mit der Suche nach Informationen und mit dem Werkzeugwechsel.“

Die Umgebung hat zudem die Wiederverwendung vorhandener Konstruktionen ermöglicht, wodurch sich der redundante Arbeitsaufwand reduziert hat. Kjellstrand erläutert: „3DEXPERIENCE hat uns sehr dabei geholfen, alle vorhandenen Konstruktionen in neuen Kundenprojekten wiederzuverwenden. Dadurch konnten wir die Markteinführungszeit verkürzen und unseren internen Entwicklungsprozess optimieren.“ 

Durch die Implementierung von SOLIDWORKS Design und der 3DEXPERIENCE Plattform hat Corebon einen strukturierteren und besser planbaren Entwicklungsprozess etabliert. Durch die digitale Modellierung konnte das Team beispielsweise das Systemverhalten vor der Produktion besser verstehen, was die Unsicherheit verringert und eine bessere Entscheidungsfindung ermöglicht hat.
Die Möglichkeit, validierte Konstruktionen wiederzuverwenden, hat zudem die Entwicklungszeit erheblich reduziert. Statt jedes Projekt von Grund auf neu zu beginnen, konnten Ingenieure auf früheren Arbeiten aufbauen und so den Übergang vom Konzept zur Produktion beschleunigen. Dadurch wurde das Ziel von Corebon direkt unterstützt, die Durchlaufzeit zu verringern und die Produktionseffizienz zu steigern.
Verbesserungen bei der Zusammenarbeit waren ebenso wichtig. Der Wechsel zu einer cloudbasierten Umgebung hat die Reibung beim Zugriff auf Informationen und den Austausch derselben minimiert, wodurch Teams in die Lage versetzt wurden, besser zusammenzuarbeiten. Dies hat sich auch auf die Zusammenarbeit mit Kunden erstreckt: Gemeinsam genutzte digitale Modelle halfen dabei, Konstruktionsziele, Prozessparameter und Erwartungen bereits vor der Produktion aufeinander abzustimmen
Auf strategischer Ebene haben diese Verbesserungen das übergeordnete Ziel von Corebon unterstützt, die Produktionseffizienz in der Verbundwerkstofffertigung zu steigern. CEO Ola Olsson fasst zusammen: „Corebon benötigt dringend eine Digitalisierung unseres Geschäfts.“ Die Einführung von SOLIDWORKS und 3DEXPERIENCE bot die Infrastruktur, die diese Umstellung unterstützt.“
 

Durch die Implementierung von SOLIDWORKS Design und der 3DEXPERIENCE Plattform konnte Corebon einen digitalen Workflow etablieren, der besser vorhersehbare Konstruktionsergebnisse, schnellere Entwicklungszyklen und verbesserte Zusammenarbeit unterstützt. Das Ergebnis ist ein disziplinierter Ansatz für Innovationen, bei dem komplexe Fertigungssysteme mit größerer Zuversicht und Effizienz entwickelt werden können.