Automatisierung Umformung in eine komplexe 3D-Struktur

In einem Verbundprojekt am Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart soll eine Methode ausgearbeitet werden, die es ermöglicht Halbzeuge in eine komplexe 3D-Struktur umzuformen. Ziel ist es, eine automatisierte Fertigung von Luftfahrtbauteilen zu entwickeln.

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Universität Stuttgart

Das Institut für Flugzeugbau (IFB) der Universität Stuttgart erforscht zusammen mit drei Unternehmen die automatisierte Umformung von Bauteilen für Luftfahrtanwendungen. Hierbei liegt besonderes Augenmerk auf Anwendungen mit einem hohen Leichtbau-Potential, zum Beispiel Strukturen von Flugzeugsitzen oder Verstärkungen von Fensterrahmen. Durch eine Vielzahl an Weiterentwicklungen sollen sowohl die Effizienz des Automatisierungsverfahrens als auch die Qualität und Funktionalität der daraus entstehenden Produkte erhöht werden. Ziel des Projekts mit dem Namen 3D TFP ist die materialeffiziente Herstellung der Produkte sowie eine nachhaltige Reduktion von CO₂-Emissionen im Flugbetrieb.

Stromleitende oder sensorische Elemente sollen integriert werden

Um dies zu erreichen, setzen die beteiligten Partner ein Herstellungsverfahren ein, mit dem die teuren Carbonfasern fast ohne Verschnitt und belastungsgerecht im Bauteil angeordnet werden können, das sogenannte Tailored-Fibre-Placement-Verfahren (TFP). Da eine effektive und schnelle Ablage der Fasern bisher nur in der Ebene möglich ist, soll eine verlässliche Methode zur Umformung dieser Halbzeuge in eine komplexe 3D-Struktur entwickelt werden. Im Fokus steht dabei die Entwicklung einer automatisierten und ressourceneffizienten Fertigung von Luftfahrtbauteilen, die zum einen die Prozesstoleranzen und zum anderen die Gesamtprozesskosten senkt. Damit würde die Tür zur Fertigung in einem Hochlohnland wie Deutschland geöffnet. Darüber hinaus wollen die Wissenschaftler zusätzliche Funktionen wie etwa stromleitende oder sensorische Elemente in die Bauteile integrieren. Diese Mehrwerte sollen die im Vergleich zur klassischen Metallbauweise höheren Herstellkosten rechtfertigen und die Marktchancen des Endprodukts erhöhen.

Das Konsortium besteht neben dem IFB der Universität Stuttgart als Hauptentwickler aus dem Hersteller von Flugzeugsitzen Recaro Aircraft Seating in Schwäbisch Hall, dem Kunstharzhersteller Sika Deutschland in Bad Urach und dem Prozessautomatisierer Siemens aus Stuttgart. Innerhalb von drei Jahren wollen die Partner gemeinsam die automatisierte Herstellung von verschnitt-armen Halbzeugen zur Herstellung von Leichtbauteilen aus Faserkunststoffverbunden vorantreiben. Das Projekt wird vom Land Baden-Württemberg im Rahmen der Strategie für den Leichtbau mit 321.000 Euro gefördert

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* Weitere Informationen: Universität Stuttgart, Institut für Flugzeugbau in 70569 Stuttgart

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