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Smart Manufacturing of Thermoplastic CFRP Skins

Schuster, Alfons und Larsen, Lars-Christian und Fischer, Frederic und Glück, Roland und Schneyer, Stefan und Kühnel, Michael und Kupke, Michael (2018) Smart Manufacturing of Thermoplastic CFRP Skins. Procedia Manufacturing, 17, Seiten 935-943. Elsevier. doi: 10.1016/j.promfg.2018.10.147. ISSN 2351-9789.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.10.147

Kurzfassung

High performance aerospace structures often require a combination of innovative materials and new production technologies. Carbon fiber reinforced thermoplastics (CFRTP) have shown their potentials over the last decades especially due to their competitive production rates. Thermoplastic matrix systems allow joining by welding, which is a major advantage for assembly. Production systems for flat thermoplastic organic sheets are readily available on the market, as well as advanced fiber placement and tape laying machines (AFP/ATL). But there is a lack of systems capable of fabricating 3D-curved, near net shaped patch preforms that may serve for mass-customization of standard parts, e.g. for future aerospace panel production. With the composite prepregs being stacked within the mold the fibers will undergo less reshaping during consolidation (i.e. debulking) thus giving a better control over fiber angles. We describe an autonomous smart manufacturing system that is capable of handling unique parts by means of a complete digital workflow from part design over automated cut-piece fabrication, generation of system related meta-information, virtual planning of grip and drop up to the final layup. The system consists of a preprocessing and production planning apps, an industrial robot, a gripper with an ultrasonic welder, a storage system for cut-piece supply, a computer vision system, a collision avoidance app and a logging system for process relevant production parameters for inline quality control. The described system was successfully used for the production of four thermoplastic CFRP skin segments each consisting of 104 cut-pieces.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/123222/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Smart Manufacturing of Thermoplastic CFRP Skins
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schuster, AlfonsAlfons.Schuster (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7444-366XNICHT SPEZIFIZIERT
Larsen, Lars-Christianlars-christian.larsen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4450-8581NICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, Fredericfrederic.fischer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5421-4336NICHT SPEZIFIZIERT
Glück, Rolandroland.glueck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7909-1942NICHT SPEZIFIZIERT
Schneyer, StefanStefan.Schneyer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-5421-9988NICHT SPEZIFIZIERT
Kühnel, Michaelmichael.kuehnel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kupke, Michaelmichael.kupke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 November 2018
Erschienen in:Procedia Manufacturing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:17
DOI:10.1016/j.promfg.2018.10.147
Seitenbereich:Seiten 935-943
Verlag:Elsevier
ISSN:2351-9789
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Innovative Manufacturing Systems Services Robotics Computer Integrated Manufacturing Production Planning Scheduling Control
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Augsburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Automation und Produktionstechnologie
Hinterlegt von: Schuster, Dr.-Ing. Alfons
Hinterlegt am:29 Nov 2018 11:45
Letzte Änderung:22 Nov 2023 07:37

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