Flexible intelligente Bearbeitungstechnologien für komplexe Faserverbundbauteile (FlexiCut)

Faserverbundwerkstoffe (FVW), Werkstoffe mit integrierten Verstärkungsfasern wie z.B. Carbon, bieten von allen Werkstoffklassen das höchste Potential zur Realisierung extrem leichter und damit energieeffizienter Strukturen. Die Herstellung und Bearbeitung solcher Bauteile aus FVW läuft jedoch noch größtenteils manuell ab, was sich in hohen Prozesskosten, langen Taktzeiten und geringer Reproduzierbarkeit der Bauteile niederschlägt. Damit ist die Einstiegshürde dieses Werkstoffs insbesondere in Großserienanwendungen des Automobilbaus aber auch in Anwendungen der Luftfahrt sehr hoch, obwohl hier der ökologische und ökonomische Nutzen dieses äußerst energieeffizienten Materials erst richtig zum Tragen kommen würde.

Ziel des Projektes FlexiCut ist, eine Kosten-, Qualitäts- und Taktzeitoptimierte Endbearbeitung komplexer Faserverbundbauteile in einer vollautomatisierten, durchgängigen, robusten und ressourceneffizienten Prozesskette bereitzustellen. Um den ganzheitlichen Aspekt ebenfalls zu berücksichtigen, werden alle Entwicklungsarbeiten insbesondere im Hinblick auf eine Integrationsfähigkeit in bestehende FVW-Gesamtprozessketten durchgeführt. Mit Hilfe von verschleißarmen Bearbeitungsverfahren, die in einer Fertigungszelle kombiniert und durch ein softwaregestütztes Tool in Abhängigkeit von Bauteil und Bearbeitungssituation optimal ausgewählt werden, sollen mittlere bis größere Stückzahlen von mehr als 150 komplexeren Faserverbundbauteilen pro Tag in gleichbleibend hoher Qualität kostengünstig und ressourcenschonend bearbeitet werden können.

Arbeitsplanung:
– Definition und Entwicklung kombinierter Bearbeitungsverfahren
– Entwicklung eines flexiblen Aufspannsystems
– Prozessentwicklung für verschleißarme, robuste und schnelle Bearbeitung
– Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit durch integrierte Sensorik, Regelung und Steuerung
– Entwicklung eines softwaregestützten Tools für die Vorauswahl optimaler Bearbeitungsprozesse in Abhängigkeit des Bauteils
– Entwicklung eines Offline-Tools für die Simulation der gesamten Bearbeitungsprozesskette und Parameterdefinition
– Konzeption, Definition, Entwicklung und Realisierung einer Pilotanlage

Anwendungsgebiete:
Das Forschungsprojekt FlexiCut leistet mit der Erhöhung des Automatisierungsgrades für eine wirtschaftliche Produktion von Faserverbundbauteilen einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der im internationalen Wettbewerb maßgeblichen Faktoren Produktivität und Flexibilität für die gesamte Anwenderbranche für Faserverbundbauteile. Die Musteranwendungen konzentrieren sich auf die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Weitere Anwendungsgebiete sind Transportwesen, Bauindustrie sowie Maschinen- und Anlagenbau.

• Airbus Defence and Space GmbH
• CIMPA GmbH
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
• Fahrion Produktionssysteme GmbH & Co. KG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• GKN Aerospace Deutschland GmbH
• GMA-Werkstoffprüfung GmbH
• KUKA Deutschland GmbH
• MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress K.-G.
• Technische Universität München
• TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE
• Universität Stuttgart