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Drastische Verkürzung Flugzeugtüren aus thermoplastischem CFK montieren sich leichter

Quelle: Fraunhofer-IWU 2 min Lesedauer

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Die Herstellung von Türen für Passagierflugzeuge war bisher überwiegend von Handarbeit geprägt. Fraunhofer-Forscher wollen das ändern ...

Das Fraunhofer-IWU hat zusammen mit Partnern eine zeitsparende Alternative für die Montage von Flugzeugtüren aus der Taufe gehoben. Dabei favorisieren die Forscher mit Carbonfasern verstärkte, thermoplastische Kunststoffe (CFK).(Bild: Fraunhofer-IWU)
Das Fraunhofer-IWU hat zusammen mit Partnern eine zeitsparende Alternative für die Montage von Flugzeugtüren aus der Taufe gehoben. Dabei favorisieren die Forscher mit Carbonfasern verstärkte, thermoplastische Kunststoffe (CFK).
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Werden statt Aluminium, Titan und Duroplasten hauptsächlich thermoplastische, mit Carbonfasern verstärkte Kunststoffe (CFK) für Flugzeugtüren eingesetzt, die ohne Trennlagen automatisiert miteinander verschweißt werden können, geht es in Sachen Montageaufwand wesentlich schneller, denn die Fertigungszeit für eine Türstruktur verringert sich so von 110 auf nur noch vier Stunden. Das zeigt zumindest ein Forschungsprojekt von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), wobei auch das Fraunhofer-LBF, Trelleborg und Airbus Helicopters beteiligt sind. Die Arbeiten verliefen im Rahmen des Projekts „TAVieDA“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wurde. Ein Erfolgsfaktor für kürzere Montagezeiten bei Flugzeugtüren ist außerdem die modulare Bauweise für unterschiedliche Flugzeugtürvarianten, wie es weiter heißt. Das Projektteam machte sich dafür gezielt auf die Suche nach Bauteilen von verschiedenen Türmodellen, die vereinheitlicht werden können. Fündig wurde man beispielsweise beim Querträger. Die Forscher entwarfen dann eine vollautomatische Montagelinie für die gängigsten Modelle und entwickelten Vorrichtungen sowie Spannelemente, die für die Fügetechnik Widerstands- und Ultraschallschweißen geeignet sind.

Kürzere Durchlaufzeiten bei der Flugzeugtürmontage

Damit eine Innovation aus einem Guss herauskommen konnte, hat man den Gesamtprozess von Produktion und Montage der Tür betrachtet und in eine dynamische Kostenrechnung überführt. Was technisch funktioniert, soll schließlich auch hinsichtlich Anschaffungskosten, Maschinenstundensätzen, Instandhaltung, Energiekosten, Kapitalbindung und Abschreibung stimmig sein. Allein das Einsparpotenzial bei den Lohnkosten oder durch kürzere Durchlaufzeiten aufzuzeigen, wäre zu kurz gesprungen, wie die Forscher erklären. Vorgesehen sind nun zwei weitgehend identische Montage- respektive Fügelinien, damit bei einem Ausfall einer Linie Ersatzkapazität zur Verfügung steht.

Die Kostenrechnung für CFK-Flugzeugtüren ist direkt in die Simulationsumgebung integriert. Das erlaubt die simultane Berechnung der Stückkosten parallel zu den Simulationsergebnissen.(Bild: Fraunhofer-IWU)
Die Kostenrechnung für CFK-Flugzeugtüren ist direkt in die Simulationsumgebung integriert. Das erlaubt die simultane Berechnung der Stückkosten parallel zu den Simulationsergebnissen.
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Je 10 Türen könnten als Ergebnis verschiedener Vereinheitlichungsmaßnahmen in ein Los (Batch) zusammengefasst werden, bevor am Schichtende die Linie vollautomatisch für die nächste Modellreihe umgerüstet wird. Bezogen auf die Kapazität von 4.000 Türen pro Jahr ergebe sich durch das neue Material- und Produktionskonzept ein erheblicher Skalierungseffekt. Mithilfe einer integrierten Simulation konnten auch die Planungszeiten um rund 25 Prozent verkürzt werden.

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