Mobile Bearbeitung von Faserverbundstrukturen 2018 (MBFast18)

Bohroperationen sind für das Erzeugen der Endkontur (Besäumen, Fensterausschnitte, etc.) sowie für die Vorbereitung der Bauteilmontage erforderlich. Diese Prozesse an den hochintegralen, zumeist großflächigen Strukturen werden derzeit primär durch unflexible, kostenintensive Portalmaschinen durchgeführt, die in der Regel keine Parallelbearbeitung erlauben.

Zielstellung
Ziel des Projektes ist es, ein neues Anlagenkonzept zu entwickeln, mit dem die Bearbeitung großer CFK-Bauteile kostengünstig und effizienter durchgeführt werden kann. Dafür soll ein Anlagendemonstrator zur mobilen Parallelbearbeitung von FVK-Strukturen entwickelt werden, welcher aus einer ultraschallgestützten, kartesischen Bohr-Fräseinheit (DMG Sauer, BCT) besteht, die durch einen Roboter (ABB) auf einer zum Bauteil referenzierten Bewegungsplattform (FFT) an einem vom Endanwender (Airbus) gestellten Bauteil getestet wird (IFAM). Die Navigation und Lokalisierung der Plattform sowie eine dynamische Arbeitsraumabsicherung (SICK) zur kollisionsfreien Durchführung von Parallelprozessen komplettiert die Anlagensteuerung (FFT).

Vorgehensweise
Bestehende Komponenten und Produkte der Partner werden in diesem Projekt gezielt und anwendungsbezogen weiterentwickelt und in einer Gesamtanlage integriert, um den Anforderungen und dem Verbundprojektziel gerecht zu werden. Dafür wird methodisch wie folgt vorgegangen: Nach Prozessanalyse und Definition der Anforderungen folgt die Konzeptentwicklung der Teiltechnologien (Referenzierung, Bohr-Fräseinheit, mobiler Roboter, Navigation, Arbeitsraumabsicherung etc.), welche anschließend individuell in Absprache mit den Partnern umgesetzt und erprobt werden. Diese Technologien stellen Weiterentwicklungen bestehender Produkte der Partner dar, welche in diesem Projekt erstmals in einem neuartigen Anlagentyp kombiniert werden. Abschließend werden die Teilentwicklungen in einer Gesamtanlage stufenweise integriert und an einem vom Anwender definierten Bauteil im CFK NORD getestet. Im Fraunhofer IFAM sind bereits Demonstratorbauteile vorhanden, welche für Testzwecke und Testaufbauten verwendet werden könnten.

Ergebnisverwertung
Die Ergebnisse können nach internen Weiterentwicklungen und Anpassungen in zukünftige Fertigungslinien für FVK-Großstrukturen einfließen, sodass hohe Qualität bei erhöhter Effizienz und Kostenersparnis produziert werden kann. Aufgrund des modularen Systemaufbaus können die Erkenntnisse darüber hinaus individuell weiterverwertet und auf andere Industriezweige (z.B. Windkraft) bzw. Fertigungsprozesse (z.B. Klebstoffauftrag) übertragen werden. Dabei tritt FFT in diesem Verbundvorhaben als Systemintegrator auf, welcher das Gesamtprodukt, bestehend aus allen Teiltechnologien, vertreibt. Dafür muss auf Basis des Anlagendemonstrators in Eigenregie ein marktreifes Produkt entwickelt werden. Darüber hinaus ist es für jeden Partner möglich, die individuell entwickelten Teiltechnologien nach Projektabschluss weiterzuentwickeln und nach Erreichen der Marktreife selbst zu vertreiben.

• BCT Steuerungs- und DV-Systeme GmbH
• DMG MORI Ultrasonic Lasertec GmbH
• FFT Produktionssysteme GmbH & Co. KG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• SICK AG