Automatisiertes Endkontur-Preforming eines CFK-Rumpfspantes

Kurzfassung

Luftfahrtbauteile aus CFK sind in erster Linie „leistungsbestimmt“, d.h. mechanische Eigenschaften, Schadenstoleranz und Fertigungsqualität sind übergeordnete Anforderungen, denen sich Kosten und Produktivität zu einem gewissen Grad unterordnen müssen. Im Zuge der zukünftig steigenden Stückzahlen von CFK Bauteilen und der einhergehenden reduzierten Taktzeit kommt jedoch nun einer produktiveren Fertigungsweise eine steigende Bedeutung zu. Wie kann nun eine automatisierte Fertigungslinie für zukünftige CFK Bauteile aussehen, die neben den Qualitätsansprüchen der Luftfahrt die hohen Stückzahlen realisieren kann? Eine Antwort gibt das Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. am Standort Stade mit seiner vollautomatisierten RTM-Produktionsstrecke zur Fertigung komplexer CFK-Strukturen in hohen Stückzahlen. Das Kernstück der Forschungsplattform ist das endkonturnahe Preforming, in dem automatisiertes Handhaben und Drapieren von bebinderten Multiaxialgelegen, punktuelles Heften und flächiges Konsolidieren sowie offlineprogrammiertes Endkontur-Feinbesäumen im Fokus stehen. Dabei werden Stand-der-Technik-Verfahren mit neuen, innovativen und effizienteren Teiltechnologien gegenübergestellt und bewertet. Am Beispiel zweier geometrisch unterschiedlicher Rumpfspante, die während des EU-Projektes MAAXIMUS gefertigt werden, wird die Leistungsfähigkeit der Anlage nun unter Beweis gestellt. Neben der Anpassung und Erweiterung der seit 2014 bestehenden Anlagenstruktur auf die beiden Bauteile stellt die Realisierung der hohen Qualitätsansprüche der Luftfahrt eine Herausforderung dar. Über die integrierte Anlagensensorik kann in den Bereichen Konturgenauigkeit, Faserwinkelorientierung und Drapierverhalten die nötige Transparenz geschaffen werden, um Fragen zu klären wie „Wie schnell kann ich fertigen?“ und „Wie genau kann ich fertigen?“