Faserverbund-Know-how für fast jeden Einsatzfall

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Nach den üblichen Kundentests hatte der Leichtbau-Roboterarm von Avantgarde den Vorzug vor der klassischen Autoklav-Variante erhalten. Die Performance und Betriebssicherheit des unter der Verfahrenskombination entstandenen CFK-Arms liegt deutlich höher, weil das Bauteil nicht verklebt werden muss. Nicht zuletzt ist das innovativ hergestellte Bauteil günstiger. Avantgarde oblag die gesamte Entwicklung des Bauverfahrens, der Formenbau, die Schaumkernherstellung sowie die Nachbearbeitung und die Endmontage. Hightex nähte die Preforms und konfektionierte den Arm. Bis heute wurde 3200 CFK-Roboterarme an Kuka geliefert.

CFK-Einsatz sorgt für hochpräzise Lasermessung in mobiler Station

Als Einzelanfertigung entwickelte Avantgarde Technologie für die DLR (Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt) eine sogenannte „TOGS“-Station (Transportable Optical Ground System). Dieses Gerät dient zum Tracken von Flugzeugen, Satelliten und Raumstationen mithilfe eines Laserstrahls. Mit dem Laser können außerdem entsprechende Informationsdaten übertragen werden. Das Gerät kann im Prinzip als eine hochpräzise, mobile Messmaschine bezeichnet werden. Dieses Projekt bearbeitet man gemeinsam mit Robo Technology GmbH aus Puchheim, mit der schon eine ähnliche Entwicklungsaufgabe für die Luft- und Raumfahrt erfolgreich abgeschlossen wurde.

Für die geplante TOGS-Station wurde im ersten Schritt das kinematische Konzept erarbeitet. Eine Herausforderung war dabei die Berechnung der Carbonfaserstruktur. Besonderes Augenmerk war in diesem Zusammenhang auf die Gesamtsteifigkeit des Carbonfasersystems und die Unempfindlichkeit gegen Temperaturschwankungen gelegt worden. Denn der Laserstrahl muss auf maximal 800 km Entfernung noch zielgenau auf ein Flugzeug gerichtet und nachgeführt werden können. Die dazu notwendige Steuer- und Regelungstechnik sowie die Hardware wurde von Robo Technology entwickelt und gefertigt.

Fertigungstechnik angelehntan Herstellung von Formel-1-Chassis

Schon bei der Berechnung der Laminate musste im Vorfeld auf die Möglichkeiten einer machbaren Umsetzung in der Fertigung geachtet werden. Die handwerkliche Ausbildung als Bootsbauer, gepaart mit viel Erfahrung und Ingenieurwissen aus der Luft- und Raumfahrt, diente als gute Basis für die nötigen Berechnungen. Durch den besonderen Fokus auf die Steifigkeit sind in manchen Bauteilzonen jedoch relativ dicke Laminate notwendig; dort konnte man aufgrund der mehrfachen Redundanz aber immerhin auf eine Festigkeitsberechnung verzichten.

Aufgebaut ist das System mit einer sogenannten „Funktionskiste“, die fertigungstechnisch einem Formel-1-Chassis entspricht. In diese Kiste wurde die ganze Kinematik integriert. Sämtliche Baugruppen wurden mit einem Übermaß an den relevanten Stellen gefertigt, um dann in einer Aufspannung auf einem großen Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum gefräst zu werden. Nur auf diese Weise war es möglich, die geforderte Präzision der Komponenten zu erreichen. Die ganze Funktionseinheit musste dann noch von einer Transportkiste umhaust werden, die wie die anderen Bauteile aus Carbonfaserschaumsandwich besteht. Diese Box hat aber lediglich schützende Wirkung und keinen Einfluss auf die Funktion.

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