Im Projekt AZIMUT kooperieren industrielle Partner und das ZLP am Standort Augsburg, um die wirtschaftliche Fertigung von CFK-Rumpfstrukturen entlang der gesamten Prozesskette zu untersuchen. Ziel des Projekts mit dem Verbundführer Premium Aerotec ist es, CFK-Rümpfe kostengünstiger zu gestalten und deren Produktion zu optimieren.
Innovative Teil- oder Vollautomatisierungslösungen des ZLP haben bereits gezeigt, dass auch große Flugzeugstrukturen das Potential zur automatisierten Herstellung besitzen. Das ZLP entwickelt mit seinen Kompetenzen Lösungen für die folgenden Teilbereiche des Projekts:
Die Ergebnisse werden an zwei Serienbauteilen validiert:An der Druckkalotte des A350 und der Cargodoor des A400M. Beide Bauteile weisen eine Vielzahl an Anforderungen und Konstruktionsmerkmalen auf, welche typisch für die 3D-Geometrie und die CFK-spezifischen Herstellungsproblematiken von Luftfahrtstrukturen sind.
Greifersysteme und Harzinfusion
Die Automatisierung von Faserverbund-Fertigungsprozessen umfasst zwei Teilgebiete: Die Erstellung der textilen Preform und das Aufbringen des Vakuumaufbaus. Beide Teilbereiche sind noch von manuellen Arbeitsschritten geprägt. Die Herausforderung bei der Preform-Herstellung besteht vor allem im automatisierten Greifen, Drapieren und Umformen der textilen Faserwerkstoffe. Trotz doppelt gekrümmter Oberflächen, wie zum Beispiel bei der Druckkalotte des A350, muss eine hohe Positions- und Ausrichtgenauigkeit sichergestellt werden. Ziel ist die Entwicklung und der Test eines speziellen Greifsystems, welches letztlich anhand eines realistischen, industriellen Anwendungsszenarios bei Premium Aerotec bewertet und validiert werden kann.
Der präziser Vakuumaufbau ist im nächsten Schritt entscheidend für die spätere Bauteilqualität. Das ZLP untersucht dafür die Harz-Infusionsprozesse VARI und VAP, um das Potential für Automatisierungslösungen aufzuzeigen. In einem integrierten Ansatz soll auch das Vorbereiten und Einbringen von Hilfsstoffen automatisch ablaufen. Das Zusammenspiel aller Teilschritte bei komplexen Luftfahrtstrukturen spart Kosten und Zeit und erhöht die Prozessstabilität.
Integrierte Qualitätskontrolle
Bei der Herstellung von Hochleistungs-CFK-Bauteilen ist eine Qualitätskontrolle des ausgehärteten Bauteils unerlässlich. Im Zuge des steigenden Automatisierungsgrades der Produktion wird eine prozessbegleitende Qualitätssicherung zunehmend wichtiger, um bereits während der vielfältigen Arbeitsschritte die Qualität überwachen zu können und Abweichungen entgegenzuwirken. Der Fokus für automatisierte Prüfprozesse im Projekt AZIMUT liegt auf der Vermessung der Ablage- und Orientierungsgenauigkeit der textilen Zuschnitten in Form von Randkurvenvermessungen und Faserwinkelerkennung auf doppelt gekrümmten Bauteilgeometrien. Die im Laufe einer Bauteilprüfung gewonnenen Daten enthalten weitere wichtige Informationen, die analysiert und gespeichert werden müssen. Um hier einen optimalen Wissenstransfer in andere Abteilungen zu schaffen, erarbeitet das ZLP ein Konzept zur Online-Datenspeicherung in real existierenden Prüfprozessen.
Zusammengefasst konzipiert das ZLP im Projekt AZIMUT ganzheitliche Produktionsszenarien zur automatisierten Herstellung der Zielbauteile Druckkalotte und Cargodoor. Das beinhaltet die oben genannten Teilaspekte und deren Verknüpfung in der Multifunktionalen Zelle (MFZ), einer großen Roboteranlage beim ZLP. Durch die Integration der verschiedenen Arbeitsbereiche in die MFZ und deren Optimierung kann abschließend das Automatisierungspotential für typische, flächige Luftfahrtbauteile dargestellt werden.