Intelligente Komplettbearbeitung und Versiegelung von CFK-Bauteilen für die Großserie (CFKComplete)

Problemlage
Die Gewichtsreduzierung bewegter Massen ist eines der primären Zukunftsziele im Automobil- und Luftfahrtbereich. Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) bieten aufgrund ihrer hervorragenden gewichtsbezogenen Steifigkeiten ein enormes Potenzial, dieses Ziel zu erreichen. Allerdings sind die Herstellungs- und Bearbeitungskosten dieser Bauteile noch unwirtschaftlich hoch. Weiterhin gibt es kaum deutsche Unternehmen, welche Maschinen dediziert für die spanende CFK-Werkstoffbearbeitung anbieten, wodurch in der Entwicklung von CFK-Bearbeitungszentren ein erhebliches wirtschaftliches Potenzial steckt. Auch in technologischer Hinsicht existiert aufgrund der besonderen Werkstoffeigenschaften von CFK ein hoher Bedarf an der Integration notwendiger Prozessschritte. Diese können in die drei Prozessgruppen Bearbeiten, Messen und Versiegeln eingeteilt werden.

Zielstellung
Im Verbundvorhaben CFKComplete wird eine innovative, modulare und auf die speziellen Anforderungen der spanenden CFK-Bauteilbearbeitung optimierte Werkzeugmaschine entwickelt, gebaut und erprobt. Durch die Integration der vier Prozessmodule Bearbeiten, Messen, Reinigen und Versiegeln in einen einzigen Maschinengang wird eine hauptzeitparallele Komplettbearbeitung realisiert.

Vorgehensweise
Nach einer erfolgten Anforderungsanalyse und aufbauend auf den Vorarbeiten in der Entwicklung einzelner Maschinenkonzepte, werden im Rahmen dieses Projekts die gewonnenen Erkenntnisse genutzt und in eine modulare Maschinenplattform überführt. Zeitgleich werden die zu integrierenden Aggregate der jeweiligen Prozessmodule Bearbeiten, Messen, Reinigen und Versiegeln entwickelt. Anschließend werden diese in die prototypische Maschinenplattform eingebaut und vernetzt. Darauf folgen experimentelle Untersuchungen an einem Demonstratorbauteil, um die Funktionsfähigkeit zu verifizieren und die hohe Wirtschaftlichkeit nachzuweisen.

Ergebnisverwertung
Durch die Realisierung eines Maschinendemonstrators mit den integrierten vier Prozessmodulen Bearbeiten, Messen, Reinigen und Versiegeln wird den Maschinenherstellern geholfen, zukünftig an die Anforderungen der spanenden CFK-Bauteilbearbeitung angepasste Komplettbearbeitungsmaschinen für den Wachstumsmarkt CFK anzubieten. Die Projektgemeinschaft, wird nach Projektende den Anlagendemonstrator in ein marktfähiges Produkt überführen. Außerdem sollen die Ergebnisse des Vorhabens in Branchen außerhalb des klassischen Leichtbaus transferiert werden. Auf die effiziente Möbelherstellung lassen sich die Forschungs- und Entwicklungsergebnisse beispielsweise ebenso übertragen wie auf die Bearbeitung von Werkstoffen aus der Sportgeräte-Industrie.

• AUDI AG
• Carl Zeiss Automated Inspection GmbH & Co. KG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• HOMAG GmbH
• IST METZ GmbH
• Krautzberger GmbH