Das innovative NEXUS-Heizsystem für Verbundwerkzeugformen von CANNON spart bis zu 70 % Energie im Vergleich zu traditionellen Heizmethoden und verkürzt die Aufheizzeit um beeindruckende 80 %
Auf der JEC World 2026 präsentiert CANNON erstmals das neue NEXUS-System. Es kombiniert ein temperaturgeregeltes Formwerkzeug mit einer intelligenten Steuerung zur Verarbeitung von Verbundwerkstoffen (Composites). Die richtungsweisende Temperaturregelung steigert die Effizienz im Vergleich zu konventionellen Formenheizsystemen um bis zu 25 %. Gleichzeitig ermöglicht das das System verkürzte Zykluszeiten sowie bislang unerreichte Optimierungspotenziale – für eine höhere Formteilqualität und einen potenziell geringeren Rohmaterialverbrauch. Ursprünglich für Verarbeiter im Bereich PU RIM (Reaction Injection Molding) entwickelt, eignet sich das NEXUS-System ebenso für zahlreiche weitere Verfahren zur Verarbeitung von Duroplasten.
Die NEXUS-Technologie nutzt die physikalischen Eigenschaften von Composites nicht nur zur strukturellen Verstärkung, sondern integriert sie direkt als Heizelemente in das Formwerkzeug. Dadurch werden extrem schnelle Temperaturanstiege von bis zu 30 °C pro Minute sowie eine im Vergleich zu flüssigkeitsbasierten Systemen deutlich präzisere, lokale Temperaturregelung ermöglicht. Innerhalb der Form können differenzierte Temperaturzonen mit Temperaturgradienten von nur wenigen Millimetern realisiert werden. Diese Fähigkeit ist besonders vorteilhaft bei Prozessen, bei denen die chemische Kinetik des Materials exakt gesteuert werden muss. Darüber hinaus erlauben die spezifischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen eine maßgeschneiderte Auslegung der Form: Heizrate, Wärmeleitfähigkeit und -verteilung lassen sich gezielt an die Anforderungen des herzustellenden Bauteils anpassen.
Beim Umformen von Duroplasten ist ein effektives Wärmemanagement entscheidend für gleichbleibend hohe Qualität, kurze Zykluszeiten und energieeffiziente Prozesse“, erklärt Andrea Castelnovo, Technologie- und F&E-Manager bei CANNON Tipos. „Herkömmliche Technologien, die auf Metallwerkzeugen und Temperierflüssigkeiten basieren, stoßen mittlerweile an ihre physikalischen Grenzen. Selbst optimiert erreichen sie selten mehr als 75 % Energieeffizienz und zeigen zudem eine deutliche thermische Trägheit, die den gesamten Fertigungsprozess beeinflusst.
Diese Herausforderungen führten zur Entwicklung von NEXUS – einem völlig neuen Ansatz zur Werkzeugtemperierung, der die inhärenten Eigenschaften von Composites nutzt. Das Ziel war theoretisch einfach, in der Praxis jedoch revolutionär: nur das gezielt zu erwärmen, was tatsächlich benötigt wird, und so Verbrauch und Streuung der Wärmeenergie auf ein Minimum zu reduzieren
Die Entwicklung von NEXUS basiert auf mehr als zehn Jahren intensiver Forschung und Experimentierarbeit. Ausgangspunkt im Jahr 2015 war das Ziel, die Effizienz von RIM- und Hochdruck-Harzinjektionsprozessen (HP-RTM) deutlich zu steigern. Da es in der Fachliteratur nur wenige Hinweise zur Nutzung von Composites als Heizelemente gab, führte CANNON umfangreiche interne elektrische und thermische Tests durch, um das Verhalten der Materialien vollständig zu verstehen. Auf Basis der gesammelten Daten entstand ein mathematisches Modell, das die Simulation eines funktionalen Composite-Werkzeugs mit integrierter Heizung ermöglichte.
Bereits vor dem Bau des ersten NEXUS-Prototyps wurden Verbundwerkstoffplatten nach demselben Prinzip hergestellt. So konnte CANNON die Simulationsergebnisse mit der Realität abgleichen, die Anordnung der Heizelemente optimieren und die korrekte Materialreihenfolge bestimmen. Anschließend wurde ein Demonstrationswerkzeug gefertigt, das die Betriebsbedingungen eines RIM-Verfahrens für Polyurethanschäume nachbildete. Feldversuche bestätigten die theoretischen Vorhersagen: Die Fertigteile erreichten die Qualität etablierter Technologien, während der Energieverbrauch um über 70 % gesenkt wurde. Gleichzeitig sank die Aufheizzeit des Werkzeugs drastisch von etwa einer Stunde auf rund acht Minuten
Im Einklang mit dem UN-Nachhaltigkeitsziel 12 (SDG 12) für verantwortungsvolle Konsum- und Produktionsmuster erschließt NEXUS den Verarbeitern von Composites maximale Materialausbeute und Reaktionsleistung durch präzise Temperaturregelung. Der Rohstoffverbrauch und die Zykluszeiten werden reduziert, während der Einsatz potenziell gefährlicher Thermoflüssigkeiten entfällt. Dies vereinfacht zudem die gesamte energetische Infrastruktur der Anlage, da auf komplexe Heiz- und Rohrleitungssysteme verzichtet werden kann.
