Intelligente Werkzeuge: Wenn die Form selbst heizt und mitregelt

Damit ein Harz aushärtet, muss es auf Temperatur gebracht werden. Klassisch geschieht das im Ofen oder über flüssigkeitsbeheizte Pressen – langsam und mit hohem Energieverlust, weil die ganze Umgebung mitgeheizt wird. Intelligente Werkzeuge drehen den Spieß um: Die Wärme entsteht direkt in der Form, genau dort, wo sie wirken soll.

Wege, die Form zu beheizen

• Integrierte Heizelemente: Heizstrukturen sind fest in die Form eingebaut – teils nutzt man die leitfähigen Composite-Lagen selbst als Heizung.
• Induktion: Ein Magnetfeld erhitzt die Werkzeugoberfläche berührungslos und sehr schnell – ideal zum schnellen Aufheizen und Abkühlen (Heat & Cool).
• Selbstheizende Werkzeuge: Die Form bringt ihre Heizfunktion komplett mit, ohne externen Ofen.

Was das 2026 konkret bringt

Die Fortschritte sind messbar. Auf der JEC World 2026 stellte Cannon das System Nexus vor: Die Heizfunktion steckt direkt in der Composite-Form, erreicht Aufheizraten von bis zu 30 °C pro Minute, senkt den Energieverbrauch gegenüber flüssigkeitsbasierten Systemen um über 70 Prozent und steigert die Effizienz um rund 25 Prozent. Parallel zeigt die Induktionstechnik von Roctool, integriert in eine 400-Tonnen-Presse am McNAIR Center, schnelles Aufheizen bis 427 °C – geeignet für schnelles Aushärten von Duroplasten und das Konsolidieren thermoplastischer Composites.

Ein Beispiel, das diesen Ansatz auf die Spitze treibt, wurde beim JEC Innovation Award 2026 (Kategorie Aerospace, verkündet im Januar 2026 in Paris) ausgezeichnet: Im Projekt SAUBER 4.0 haben Fraunhofer IFAM, die Airbus-Tochter CTC und weitere Partner ein induktiv beheiztes RTM-Werkzeug aus Invar entwickelt. Invar ist eine Eisen-Nickel-Legierung, die sich bei Wärme kaum ausdehnt – das hält auch große Bauteile maßhaltig und verzugsarm. Ein eigens entwickeltes Induktions-Simulationsmodell platziert die Heizfelder so, dass die Wärme gleichmäßig ins Werkzeug gelangt. Das Ziel: große, komplexe CFK-Strukturen – etwa Flügel künftiger Airbus-Flugzeuge – ohne Autoklav aushärten und damit günstiger und energieärmer fertigen. Fünf reproduzierbare Winglet-Demonstratoren haben das Verfahren bereits bestätigt.

Der gemeinsame Nenner: kürzere Zyklen, präzisere Temperaturführung und deutlich weniger Energie. Gerade bei steigenden Energiekosten wird das zum echten Wirtschaftlichkeitsfaktor.

Nexus im Detail: zehn Jahre Entwicklung für die heizende Form

Hinter der Kurzmeldung von der JEC steckt laut Cannon mehr als ein Jahrzehnt Arbeit: Seit 2015 entwickelt die Tochter Cannon Tipos das System – erst mit elektrischen und thermischen Grundlagentests, dann per mathematischer Simulation und schließlich mit Validierung an Composite-Platten und einer Demonstrationsform. Der Kern der Idee: Statt ein Metallwerkzeug von außen mit heißem Öl oder Wasser zu durchströmen, nutzt Nexus die leitfähigen Eigenschaften des Faserverbunds selbst – die Form wird zum Heizelement. Das erlaubt getrennte Temperaturzonen, deren Übergänge laut Hersteller nur wenige Millimeter breit sind: Jeder Bereich der Form bekommt genau die Temperatur, die das Bauteil dort braucht.

Die praktischen Folgen sind handfest. Die Aufheizzeit sinkt laut Cannon von rund 60 auf etwa 8 Minuten – und weil kein Temperierkreislauf mehr nötig ist, entfällt die aufwendige Temperier-Verrohrung samt dem Umgang mit gefährlich heißen Wärmeträgerflüssigkeiten. Andrea Castelnovo, Technologie- und Entwicklungsleiter bei Cannon Tipos, begründet den Ansatz damit, dass klassische Temperiertechnik selten über 75 Prozent Energieeffizienz hinauskommt. Gedacht ist Nexus zunächst für PUR-RIM, das Reaktionsgießen von Polyurethan, bei dem zwei flüssige Komponenten erst in der Form miteinander ausreagieren. Übertragen lassen soll sich das Prinzip laut Hersteller aber auch auf HP-RTM – die Hochdruck-Harzinjektion für Faserverbund-Serienteile – und weitere Duroplast-Prozesse.

SAUBER 4.0: die ganze Prozesskette, nicht nur das Werkzeug

Auch beim Preisträger-Projekt lohnt der zweite Blick, denn das induktiv beheizte Werkzeug aus Invar – einer Eisen-Nickel-Legierung, die sich beim Erwärmen kaum ausdehnt – ist nur ein Baustein. Das von der Airbus-Tochter CTC geführte Konsortium – darunter Airbus Operations, Fraunhofer IFAM und IWU, das DLR, das Faserinstitut Bremen, KraussMaffei, Frimo und Teijin Carbon Europe – hat die komplette RTM-Kette vernetzt – also alle Schritte rund um das Resin Transfer Moulding, die Harzinjektion in eine geschlossene Form; gefördert wurde das Projekt im Rahmen des niedersächsischen Luftfahrtforschungsprogramms. Die Preforms, also die trocken vorgeformten Faserpakete, entstehen per Tailored Fibre Placement (lastgerecht aufgestickte Faserstränge) und Dry Fibre Placement (automatisiert abgelegte Trockenfasern) auf 3D-gedruckten Formen. Ein „Wissensmodell“ verknüpft die Prozessdaten mit Material- und Energieflüssen, und erstmals in einer industriellen Anwendung überwacht eine elektrische Kapazitäts-Tomographie (ECT) – ein berührungsloses bildgebendes Messverfahren – inline die Mischqualität des Harzes, bevor es ins Werkzeug gelangt.

Die Dimension dahinter: Am Airbus-Standort Stade entstehen laut Teijin heute per RTM knapp 10.000 kleine CFK-Teile pro Jahr für A320 und A330 – lauter überschaubare Bauteile. SAUBER 4.0 soll das Verfahren auf große, komplexe Strukturbauteile künftiger Single-Aisle-Flugzeuge skalieren. Bei einem Auftragsbestand, der laut Leichtbauwelt rechnerisch 13,5 Jahren Produktionszeit entspricht, zählt jede eingesparte Ofen- und Autoklavstunde doppelt – genau deshalb wurde das Projekt in der Kategorie „Aerospace – Process“ ausgezeichnet.