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Montage- und Fügetechnologien

Gruppenleiter: Dr. Lars Larsen

Montagetechnologien

Wie lassen sich Bauteile für die Luft- und Raumfahrt automatisiert montieren? Hierfür entwickelt die Gruppe Montage- und Fügetechnologien automatisierte Lösungen. Zum Portfolio gehören beispielsweise Spanntechnologien, Vorrichtungsentwicklung, Endeffektorentwicklung, die Roboterprozess- und Automatisierungstechnik, das Toleranz- und Variantenmanagement und die Gesamtprozesssteuerung.

Fügetechnologien

Im Fokus steht das Schweißen thermoplastischer Faserverbundbauteile, welche die Möglichkeit bieten, Montagereihenfolgen, z. B. in der Flugzeugproduktion, umzustellen. Aktuell werden im metallischen Bereich die Systeme erst nach Montage der Struktur integriert, da diese durch die anfallenden Späne beschädigt werden können. Diese Reihenfolge hat jedoch den Nachteil, dass eingeschränkte Zugänglichkeiten die Montage deutlich erschweren.
Zum Schweißen der thermoplastischen Bauteile entwickeln wir industrielle Lösungen, mit denen automatisierte Schweißprozesse möglich sind. Zum Einsatz kommen sowohl das elektrische statische und kontinuierliche Widerstands-, als auch das statische und kontinuierliche Ultraschallschweißen.

Weitere Forschungsschwerpunkte sind das Nieten, Kleben und Shimmen von Bauteil-Baugruppen aus  faserverstärkten Kunststoffen oder Metall.
Im Bereich des Klebens und Shimmens arbeiten wir an der automatisierten Vorbereitung und Überprüfung der Fügeflächen und dem prozesssicheren Auftrag für verschiedene Anwendungen.

Bei allen Fügeprozessen legen wir ein besonderes Augenmerk auf eine Inline-Prozessüberwachung, die es ermöglicht, während des Prozesses eine Aussage über die Qualität der Fügung zu treffen.

Prozessoptimierung

Neben den Montage- und Fügetechnologien gehört die Charakterisierung des Gesamtprozesses zu den Forschungsschwerpunkten. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Optimierung von Montagereihenfolgen, damit Aufwand und Kosten gespart werden.

Konstruktion

Projektbezogene Entwicklung, Konstruktion und Beschaffung maschinentechnischer Komponenten zur Umsetzung automatisierter Fertigungsprozesse.

Galerie MFT

Schweißbrücke für die Integration eines Spantes

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Versuchsstand für Schweißungen bis 1500mm

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Robotisches Widerstandsschweißen eines Clips

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Geschweißte thermoplastische Druckkalotte eines Airbus A320

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Schweißen der Umfangsnaht einer Tankstruktur

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Roboter Endeffektor für das kontinuierliche Ultraschallschweißen

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Punktschweißen von Stringern

 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Der Ultraschallschweißprozess soll zum Fügen der Hubschraubertür zum Einsatz kommen

Der Ultraschallschweißprozess soll zum Fügen der Hubschraubertür zum Einsatz kommen
 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Der Ultraschallschweißprozess soll zum Fügen der Hubschraubertür zum Einsatz kommen

Geplante Schalenbauweise einer Hubschraubertür

Geplante Schalenbauweise einer Hubschraubertür
 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Geplante Schalenbauweise einer Hubschraubertür

Automatischer Dichtmittelauftrag

Automatischer Dichtmittelauftrag - Automatisierter Dichtmittelauftrag in einer Mensch-Maschine-Kollaboration  

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Ultraschallschweißen

Robotisch basiertes kontinuierliches Ultraschallschweißen von thermoplastischen faserverstärkten Kunststoffen (Youtube Video).
 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Automatisiert hergestelltes Panel

Die Haut wurde per Pick and Place vollautomatisert gelegt und vakuumkonsolidiert. Die Stringer wurden durch Roboter gestütztes kontinuierliches Ultraschallschweißen gefügt.
 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Widerstandschweißen

Endeffektor für das roboter basierte und qualitätsüberwachte Widerstandschweißen von thermoplastischen Clips (Youtube Video). 

Quelle: lichtwerk-fotografie.com.

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Widerstandschweißen

Versuchsstand Widerstandsschweißen

Versuchsstand für das Widerstandsschweißen mit einer Länge bis zu 1500 mm.
 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Versuchsstand Widerstandsschweißen

Demonstrator für thermoplastische A320 Druckkalotte

Weltweit erster Demonstrator für thermoplastische A320 Druckkalotte auf der Internationalen Luftfahrtaustellung in Berlin. Das DLR hat in Zusammenarbeit mit Premium Aerotec die Schweißtechnologie entwickelt, um die einzelnen gekrümmten Segmente miteinander zu verbinden. (Pressemeldung).
 

Quelle: PAG.

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Plasmaversuchsstand

Versuchstand zur Aktivierung von Oberflächen mit Plasma (links) und zur Validierung mittels optischer Überprüfung (rechts).
 

Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).

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Kontakt
Dr. Lars Larsen
Gruppenleiter

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
, Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie
Augsburg

Tel.: +49 821 319874-1053

Dokumente
Widerstandsschweißen (0,44 MB)
Ultraschallschweißen (0,54 MB)
Links
Video Roboter gestütztes Versiegeln von Kanten
Video Automatisiertes Widerstandsschweißen faserverstärkter Hochleistungsthermoplaste
Video Roboter gestütztes kontinuierliches Ultraschallschweißen thermoplastischer Bauteile
Artikel im CompositesWorld-Magazin zum Thema kontinuierliches Ultraschallschweißen
Link Pressemeldung Thermoplastische Druckkalotte Premium Aerotec GmbH
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