ELWis-ALIVE - Automatisierte Faserlegeprozesse und Infusionsverfahren für die Flügelschalenfertigung - Schlussbericht

Abstract

Der Bericht fasst die Arbeiten des DLR im Teilprojekt ALIVE (Automatisierte Faserlegeprozesse und Infusionsverfahren für die Flügelschalenfertigung) im Verbund ELWis (Efficient & Low cost production of Wings) zusammen, das im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramm LuFo V-3 von der Bundesregierung gefördert wurde. Das Hauptziel des Projektes ist die Erarbeitung von Lösungen für die effiziente und ressourcenschonende Produktion von CFKFlügelschalen, beginnend bei der virtuellen Fertigung, der effizienten Preform-Produktion sowie ressourcenschonender Infiltrationsverfahren. Durch den Einsatz von virtuellen Zwillingen der Fertigung können Fertigungsprozesse abgebildet, simuliert und bewertet wurden, um Fertigungsprozesse und verschiedene Fertigungsstrategien zu bewerten und Produktionszeiten und -kosten zu senken. Der virtuelle Zwilling der Forschungsplattform GroFi wurde für das Dry Fiber Placement Verfahren (DFP) und einer robotischen Fertigungseinheit der Fa. Coriolis erweitert. Ebenso ist ein Konzept erstellt worden, mit Hilfe dessen ein Fehlermanagement für realen Prozesse mit Fertigungsabweichungen für die Simulation nutzbar gemacht werden kann, um qualitativ hochwertigere Ergebnisse zu erzielen und Fehlerhandlingstrategien insbesondere beim Multihead-Scheduling virtuell zu testen und zu verbessern. Die Entwicklung, Integration und Bewertung einer DFP-Technologie der Fa. BA Composites GmbH basierend auf dem LuFo-V-2 Projekt ROBUFIL konnte im Rahmen einer Projekterweiterung erfolgreich abgeschlossen werden und befähigte einen deutschen Technologieanbieter hinsichtlich einer produktiven Flügelschalenfertigung in CFK-Bauweise. Die Analyse der DFP-Preformherstellung unter Nutzung unterschiedlicher Materialvarianten und deren Wechselwirkung auf die Permeabilitätseigenschaften bei der Infiltration lieferten wesentliche Erkenntnisse hinsichtlich einer sicheren Prozessierung entlang der Fertigungskette. Die Arbeiten wurden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert und erfolgten in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern Airbus Operations, CTC und FhG IFAM sowie den Partnern Broetje Automation, SWMS und der Technischen Universität Clausthal mit dem Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik des Projektes ROBUFIL