Auch für Duromere entwickelt das ZLP die gesamte Prozesskette für eine automatisierte Herstellung – vom Design über die Erstellung der Preform bis zur abschließenden Harzinfiltration. Der Prozess beinhaltet zudem eine begleitende, integrierte Qualitätssicherung.
Greifersysteme für FaserhalbzeugeFür die Herstellung von Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff in hoher Qualität spielen vor allem das Greifen von Zuschnitten und das exakte Ablegen in mehreren Schichten eine wichtige Rolle. Um diese Schritte wirtschaftlich umsetzen zu können, arbeitet das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) in Augsburg mit speziellen Greifsystemen (Endeffektoren) für Roboter.
Die Ingenieure am ZLP-Standort Augsburg haben einen solchen Endeffektor entwickelt und zwei kooperierende Roboter damit ausgestattet. In der ersten Entwicklungsstufe kann der sogenannte Streifengreifer durch gelenkig miteinander verbundene Module an einfach gekrümmte Flächen angepasst werden. Eine weiterentwickelte Version kann auch zweifach gekrümmte Flächen abbilden.
Für die Entwicklung von Greifersystemen ist es wichtig die Spezifika der eingesetzten Greifer zu kennen. Je nach Anwendungsfall legen die DLR-Mitarbeiter eine Greiferart oder eine Kombinationen aus verschiedenen Greifern fest. Im Vordergrund steht dabei immer eine schädigungsfreie Handhabung von Zuschnitten und vorkonfektionierten Halbzeugen. Auch Hilfstätigkeiten, wie zum Beispiel das Drapieren oder Heften sind in die Endeffektoren zu integrieren. Hierdurch erweitert sich das Spektrum vom einfachen Greifer hin zu einsatzoptimierten mechatronischen Systemen.
Drapieren auf gekrümmten FlächenBei der Ablage biegeschlaffer Faserhalbzeugen werden die flächigen Halbzeuge oft auf gekrümmte Oberflächen angepasst – dieser Vorgang nennt sich Drapieren. Dabei tritt eine makroskopische Verzerrung der Textilien auf. Für die Entwicklung von Gegenmaßnahmen müssen solche Verzerrungen im Vorfeld simuliert werden.
Das ZLP untersucht Möglichkeiten, um verschiedene Faserhalbzeuge zu beeinflussen, zum Beispiel durch die Manipulation der in der Konstruktion definierten Winkel. Die Ergebnisse fließen in die Entwicklung eines Endeffektors zum automatisierten Drapieren, der solche Verzerrungen von vorneherein vermeidet. Kommt es doch zu außerhalb der Toleranz liegenden Abweichungen, so greift auch hier die prozessbegleitende Qualitätssicherung mit Korrekturschritten.
Automatisierung VakuumaufbauIn einem durchgängigen Automatisierungsprozess stehen Harz-Infiltrationsprozesse (VAP und VARI) inklusive der vor- und nachbereitenden Prozessschritte am Ende der Kette. Um Kosten und Zeit zu sparen, soll auch hier der Aufwand deutlich verringert werden. Aus diesem Grund fokussieren erste Schritte die Teilautomatisierung des Vakuumaufbaus.