D-Köln: Diverse specialmaskiner

Das Vorhaben behandelt, basierend auf der Ablage trockener Kohlenstofffasern, die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von großflächigen, dreidimensionalen und hochintegralen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen. Dazu wird eine Portalanlage entwickelt, die eine schrittweise Umsetzung der Faserverbundherstellung in eine automatisierte, roboterbasierte Fertigung ermöglicht. Das Ziel ist eine Technologie mit der mindestens 100 kg/h trockenes Kohlenstoffmaterial abgelegt werden können. Gemessen am heutigen Stand der Technik bedeutet dies eine enorme Steigerung der Produktivität, die durch folgende Maßnahmen erreicht werden soll:
1. Steigerung der Ablagegeschwindigkeit;
2. Integration der Qualitätssicherung in die Fertigungsprozesse;
3. Sicherung gleichbleibend hoher Ablagequalität und damit unter anderem zur Reduktion von Nachbesserungen oder Ausschuss;
4. Ausbau / Erweiterung der bisherigen Ablageprozesse z.B. Handling großer Lagenzuschnitte, die derzeit manuell so nicht verarbeitet werden können;
5. Verbesserung des Prozessablaufs z.B. durch parallele Ablage;
6. Automatisierung des Vakuumaufbaus bzw. Reduzierung des derzeitig nötigen Aufwands.
Der Anteil an Faserverbundbauteilen in Verkehrsflugzeugen ist in den letzten Jahren sukzessive gestiegen und soll in zukünftigen Flugzeugen (A350, A30X) weiter gesteigert werden. Insbesondere bei einem neuen Kurzstreckenflugzeug vom Typ A30X zeichnet sich eine Fertigungsrate von etwa vierzig Flugzeugen pro Monat ab. Solche Prozesse erfordern eine umfassendere Automatisierung der Fertigungsabläufe als diese zurzeit Stand der Technik sind. Bestehende Fertigungsverfahren sind bei hohen Stückzahlen nicht ohne weiteres kostenoptimal skalierbar. Hierfür müssen neue Abläufe und Prozessketten geschaffen werden, um solche Materialien und Strukturwerkstoffe zu positionieren. Hier bestehen verschiedene Ansatzpunkte für eine automatisierte Fertigung von Rumpfstrukturen und Unterbaugruppen für Rümpfe aus Faserverbundmaterialien. Speziell im Bereich des Handlings und der Infiltration großer Paneel-Elemente sollen neue innovative Verfahren entwickelt und umgesetzt werden, die eine kostengünstige und automatisierbare Fertigung versprechen.
Die Anlage beinhaltet eine neue Generation von Endeffektoren zur Ablage von Zuschnitten unterschiedlicher Dimensionen, zur Rollenablage und für die zerstörungsfreie Prüfung (NDT). Außerdem werden Verfahren der online Qualitätssicherung umgesetzt und die Integration eines Tape-Laying-Kopfes vorgesehen.

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