Preforms serienmäßig aus der Fertigungszelle

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Auch bei gekrümmten Konturen gelingt das Preforming

Die Composite Preforming Cell ermöglicht die automatisierte Herstellung von 3D-geformten und gekrümmten Compositepreforms, wie sie beispielsweise für die besagten Spante von modernen Verkehrsflugzeugen benötigt werden. Derzeit können solche Bauteile nur in einem sehr zeitintensiven, sequenziellen Handarbeits- beziehungsweise halbautomatisierten Verfahren angefertigt werden. Die textilen Fasermaterial-Halbzeuge, aus denen sich die Zielbauteile schichtweise zusammensetzen, durchlaufen üblicherweise einen mehrstufigen Preformingprozess. Die in der Composite Preforming Cell von Broetje integrierten Systeme sind flexibel und erlauben die Fertigung eines breiten Spektrums von unterschiedlichen Bauteilgeometrien, da die Einzelanlagen eine universelle Konfigurationsvielfalt bieten. Als eins der ersten Zielbauteile, das sich für eine Funktionsdemonstration der Composite Preforming Cell gut eignet, wurde ein komplexes Z-Profil ausgewählt. Die Herstellung dieses Profils beginnt mit der Formung eines kontinuierlich hergestellten Vorprofils, das noch eine relativ geringe strukturelle Komplexität aufweist, und erstreckt sich über einen zweiten Umformprozess zur Erzeugung der komplexen Bauteilgeometrie sowie das exakte Besäumen des Preforms, um die endgeometrienahe Kontur des fertigen Profilpreforms für den anschließenden Harzinjektions- und Aushärtevorgang zu erreichen. Die Harzinjektion und Aushärtung findet dann in einem Spezialwerkzeug statt, wobei die Anwendungsmöglichkeit der hier vorgestellten Roboterzelle erst mit dem automatischen Einlegen des endkonturnahen Preforms in das Aushärtewerkzeug endet. Die Erweiterung der Composite Preforming Cell hin zur dann sogenannten Composite Part Production Cell mit integrierter RTM-Technologie zur Fertigung ausgehärteter Bauteile ist für das dritte Quartal 2013 geplant.

Vom Trockenfaserhalbzeug bis zum Vorprofil

Im ersten Teilprozess der Anlage, dem Continuous Composite Preforming System des Unternehmens Broetje, wird das Z-förmige Bauteilprofil aus ebenen, aufgespulten Trockenfaser-Halbzeugen gefertigt, die in einem kontinuierlichen Prozess gefördert, verbunden, umgeformt und als Vorprofil auf die geplante Bauteillänge gebracht werden. Die Entwicklung des Continuous Preforming System startete 2007 im Rahmen eines vom BMWi geförderten Projekts des Luftfahrtforschungsprogramms in enger Zusammenarbeit mit der Airbus Operations GmbH, der CTC GmbH Stade sowie dem Faserinstitut Bremen (Fibre). Die Technik zeichnet sich im Ergebnis dadurch aus, dass erstmals stark gekrümmte Preforms für Compositeprofile hochautomatisiert mit vergleichsweise hoher Prozessgeschwindigkeit gefertigt werden können.

Diese derzeit einzigartige Automatisierungslösung für die Compositebauteilfertigung wurde mit dem international bedeutenden JEC Innovations Award 2011 ausgezeichnet. Im Ergebnis wird mit dem Continuous Composite Preforming System innerhalb der Composite Preforming Cell ein konstant gekrümmtes Z-Profil-Subpreform mit unveränderlichem Profilquerschnitt kontinuierlich hergestellt.

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