Leicht und stabil: Ballistische Platten schützen Autos, Schiffe, Flugzeuge
Leicht und stabil: Ballistische Platten schützen Autos, Schiffe, Flugzeuge
Kriege, Terror, Piraterie: In einer unruhigen Welt möchten sich Menschen schützen. Die ersten Panzerungen aus Faserverbund stammen aus der Antike. Damals wurden mehrere Schichten Leinen mit Leim zu einem steifen Stofflaminat verbunden, das Kämpfer um den Leib trugen. Schon Alexander der Große schützte sich mit einem solchen Linothorax.
Gegen Geschosse aller Art helfen heutzutage ballistische Platten. Sie bestehen aus Werkstoffen wie Aramiden und High-Performance-Polyethylenen. Zusammen mit Glas-, Keramik- und Metallfasern aus Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Borkarbid, Aluminium und Panzerstahl werden sie in Composite-Pressen von Wickert erhitzt und zu Faserverbundplatten geformt.
Das übernehmen Spezialfirmen, die ballistische Platten maßgeschneidert für die jeweiligen Anwendungen produzieren. Dazu gehören sensible Bereiche auf Kriegs- und Containerschiffen und Militärlastwagen genauso wie Karosserien von Luxuslimousinen und die Außenhäute von Hubschraubern. Die Auskleidungen sollen einen möglichst großen Schutz gegen Kugeln, Spreng-, Splitter- und Wuchtgeschosse bieten und gleichzeitig sehr leicht sein.
Unsicherheit in der Welt verstärkt die Nachfrage nach ballistischen Platten
Das momentan steigende Schutzbedürfnis spürt Wickert unmittelbar: „Composite-Pressen für die Produktion ballistischer Platten fertigen wir seit den 80er Jahren. In den vergangenen Jahren hat sich der Markt allerdings spürbar belebt und wächst seitdem kontinuierlich“, beobachtet der geschäftsführende Gesellschafter Stefan Herzinger.
Drei Anforderungen müssen Composite-Pressen für ballistische Platten erfüllen:
In ihnen müssen die Rohlinge und Halbzeuge möglichst gleichmäßig erhitzt und abgekühlt werden.
Der Druck der Presse muss an allen Punkten der gesamten Platte möglichst gleich sein.
In der Anlage muss das Werkzeug exakt schließen. Hierfür ist eine möglichst hohe Präzision der aufeinandertreffenden oberen und unteren Werkzeughälften wichtig – die sogenannte Planparallelität muss besonders genau sein.
Nur drei Grad Temperaturabweichung
Bei unserer Composite-Presse WKP 52000 übernehmen Heiz-/Kühlplatten mit einer Leistung von 360 kW die gleichmäßige Temperaturverteilung. In ihnen sind getrennte Kanalsysteme für heißes beziehungsweise kaltes Thermoöl für die richtige Temperatur verantwortlich. Zwar bedeutet diese Art der Temperierung viel Aufwand, doch der lohnt sich: Die Abweichung bei der Temperaturverteilung liegt über die gesamte Platte hinweg bei gerade einmal ±3 ºC.
Hohe Kraftdichte und feinfühlige Druckeinstellung
Die sehr hohe Kraftdichte erzeugen sechs Presszylindern aus hochfestem Stahl. Für ein Projekt in Australien haben wir als zusätzliche Ausstattungsvariante noch die Möglichkeit einer Feindruckeinstellung mit lediglich 960 kN vorgesehen. Das ist weniger als ein Fünftel dessen, womit eine Presse normalerweise arbeiten kann. Denn in der Regel beträgt die minimale Presskraft zehn Prozent der maximalen Leistung, bei der WKP 52000 wären das sonst 5.200 kN.
Auch die Hydraulik arbeitet mit 40 mm/s nicht nur schnell, sondern auch präzise. Als Antrieb dient eine Axialkolben-Hochdruckpumpe, Kraft und Geschwindigkeit lassen sich für alle Fahrfunktionen frei vorwählen. Das macht die Hydraulik schnell, sensibel, zuverlässig und exakt – wichtig für eine wiederholgenaue Produktion.
Ganz präziser Pressgang
Bedeutsam für die Qualität der Fertigung ist auch die Genauigkeit der Presse. „Der Einsatz hochwertiger Standardkomponenten und unsere Expertise bei der Integration von Peripheriekomponenten sind wichtig“, führt Herzinger an. „Nicht zu vergessen unsere mehr als 110 Jahre Erfahrung im Pressen- und Anlagenbau. Bei unseren Pressen sind Planparallelitäten bis 0,025 mm/m möglich, sodass Ober- und Unterwerkzeug exakt schließen.“
Die Produktion ballistischer Platten dauert ein bis zwei Stunden
Zum Herstellen der ballistischen Platten werden Rohlinge aus bis zu 60 Lagen Fasern mit einem Spezialkunststoff imprägniert und in die Presse geladen. Deren Temperiersystem heizt sie im Werkzeug zuerst auf 40 ºC auf und in einem zweiten Schritt dann auf 160 ºC. Dabei schmilzt der Kunststoff; die Presse bringt den Rohling unter Druck in die gewünschte Form. Anschließend kühlt er im Werkzeug wieder auf 40 ºC ab. Dann wird er entnommen und erkaltet bis auf Raumtemperatur.
Dieser Zyklus dauert zwischen einer und zwei Stunden. Danach müssen die 1.600 x 2.500 mm großen ballistischen Platten nur noch auf die benötigte Größe zuschnitten werden.