Forschungsplattform GroFi®

Am Zentrum für Leichtbau-Produktionstechnologie in Stade betreibt das DLR-Institut für Systemleichtbau mit GroFi® eine Anlage zur Entwicklung und Validierung von Produktionstechnologien zur Herstellung von großflächigen, hochintegralen Bauteilen in automatisierten Fiber-Placement-Verfahren. Dabei werden neue, innovative Ansätze verfolgt, die eine optimierte, reproduzierbare, produktive und gleichzeitig kosteneffiziente Fertigung ermöglichen. Die Großforschungsanlage GroFi® ist weltweit einzigartig und ermöglicht den koordinierten Einsatz mehrerer, auch technologisch unterschiedlicher Robotereinheiten für die automatisierte Fertigung von großen Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen.

Dimensionen und Ausstattung

Die Forschungsanlage zeichnet sich durch ein neuartiges Konzept mit klarer Trennung von Produktions- und Wartungsbereich aus. Mehrere Legeeinheiten arbeiten gleichzeitig in einem gemeinsamen Arbeitsfeld, was sowohl die Produktivität steigert als auch die Kombination verschiedener Technologien ermöglicht. Auf einem 120 Meter langen Schienensystem bewegen sich bis zu acht autarke Verfahreinheiten, ausgestattet mit Industrierobotern und offener Siemens Steuerung. Integrierte Sensorsysteme sichern eine durchgängige Qualitätsüberwachung und -optimierung. Gefertigt werden können Bauteile mit Abmessungen von bis zu 20 Metern Länge und 5,5 Metern Breite. In der Forschungsanlage GroFi® werden insbesondere additive Fertigungsverfahren, wie das Automated Fiber Placement (AFP), Dry Fiber Placement (DFP), Automated Tape Laying (ATL), sowie das Pick&Place-Verfahren abgebildet.

Forschungsschwerpunkte – Materialien, Prozesse, Digitalisierung

Mit Hilfe der GroFi®-Anlage können die für den Prozessschritt der Faserablage und Preformherstellung erforderlichen Themen analysiert und im Realmaßstab unter industrienahen Bedingungen validiert werden. Neben der Materialuntersuchung (Epoxid Prepreg, Thermoplast, Trockenfasern, Faser-Metall-Laminate und weitere) werden davon abgeleitet neue Technologien und Verfahren entwickelt. Diese werden in Fertigungsprozessen mit gesetzten Anforderungen an Fertigungsrate, Bauteilqualität und Kosten simuliert und demonstriert.

Durch den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Robotereinheiten können die Fertigungszeiten und somit Fertigungsanlagen drastisch reduziert werden, sowie unterschiedliche Materialien und Technologien für die bedarfsgerechte Bauteilfertigung eingesetzt werden.

Das Themenfeld der selbstregulierenden Prozesse erfüllt die Zielstellungen einer Industrie 4.0, in der eine Prozessauslegung auf Basis einer genauen Technologie- und Prozesssimulation erfolgt und in der relevante Informationen der Bauteilherstellung digital erfasst und durch eine intelligente Anlagensteuerung bewertet und gegebenenfalls Anpassungs- und Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden. Seitens der Industrie sind potenzielle nutzende Firmen, die Bauteile liefern oder Anlagen beziehungsweise Materialien herstellen.

Offen für Kooperationen

GroFi® ist eingebunden in zahlreiche nationale und internationale Forschungsvorhaben. Die Nutzung ist nicht nur DLR-intern möglich, sondern auch im Rahmen von Kooperationen mit Industrie und Wissenschaft. OEMs, Materialhersteller, Anlagenbauer sowie Forschungseinrichtungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette greifen auf die Anlage zurück, um neue Technologien zu testen, zu skalieren und für den Serieneinsatz vorzubereiten.

Kontakt und Informationen

Mit seiner einmaligen Kombination aus Größe, technischer Ausstattung und digitaler Vernetzung ist GroFi® eine Schlüsselressource für die Entwicklung der nächsten Generation von Leichtbaustrukturen. Für technische Details, Projektanfragen oder Informationen zur Nutzung wenden Sie sich bitte an die angegebenen Kontaktpersonen.

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