In der heutigen Serienfertigung moderner Flugzeugtypen haben sich kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe insbesondere bei hochbelasteten Bauteilen wie Flügelstrukturen etabliert. Die Forderung nach einer Steigerung der Produktionszahlen bei gleichbleibend hoher Bauteilqualität ist derzeit nur mit einer steigenden Anzahl an Automated Fiber Placement (AFP) – oder Automated Tape Laying (ATL) –Anlagen zu begegnen. Um den enormen Investitionsaufwänden entgegen zu wirken, ist eine Weiterentwicklung der aktuellen Fertigungstechnologien erforderlich.
Bisherige Forschungsansätze zur Effizienzsteigerung des Fertigungsverfahrens großer CFK-Strukturbauteile basieren auf dem Ansatz mehrerer, koordiniert arbeitender Robotereinheiten. Diese bewegen sich vor dem Formwerkzeug auf einem Schienensystem oder auf entsprechend großen Verfahreinheiten. Neben der hohen Anlagenkomplexität sind diese Technologien meist ortsgebunden und besitzen eingeschränkte Erreichbarkeiten.
Das Projekt FL²a²PPyBot (Fiber Layup Laser Powered Productivity Robot) setzt daher auf den innovativen Ansatz mehrerer kleiner, frei beweglicher, autonomer Einheiten, die sich direkt auf dem Formwerkzeug bewegen. Im geplanten Vorhaben erfolgt die Energieversorgung der Fertigungseinheiten durch berührungslose und ungebundene Systeme, wodurch keine Einschränkung in der Bewegungsfreiheit und Erreichbarkeit besteht. Infolge der uneingeschränkten Erreichbarkeit sowie der Skalierbarkeit der Technologie ergeben sich hierdurch insbesondere bei großflächigen Bauteilen enorme Vorteile gegenüber heutigen Fertigungstechnologien. Die Haltekraft der Fertigungseinheiten auf den Formwerkzeugen erfolgt je nach räumlicher Orientierung adaptiv, sodass auch stark gekrümmte oder tonnenförmig ausgebildete Bauteile bearbeitet werden können. Durch den modularen Aufbau sollen verschiedene Fertigungs- und Qualitätssicherungsaufgaben abgebildet werden. Neben der Entwicklung der Fertigungseinheiten steht die Untersuchung des Einflusses der Überfahrten auf das unausgehärtete CFK-Bauteil im Fokus der Arbeiten.