Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Automated Fiber Placement-Prozess

Nachhaltig produzierter Helikopter

Er ist schnell, leicht und verbraucht wenig Treibstoff: Der Hochgeschwindigkeits-Helikopter Racer kann Fluggeschwindigkeiten von bis zu 400km/h erreichen. Die Schalenbauteile seiner Außenhaut werden mit einem neuartigen Fertigungsverfahren hochautomatisiert hergestellt. Ein Forscherteam des Fraunhofer IGCV hat die Methode gemeinsam mit Airbus Helicopters entwickelt.

Bild: Fraunhofer IGCV

Bild: Fraunhofer IGCV

Mit mehr als 400Km/h ist Racer (Rapid and Cost-Effective Rotorcraft) deutlich schneller unterwegs als andere Hubschrauber. Die Decklagen der Seitenschalen von Racer bestehen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), der Sandwichkern aus Phenolharzwaben. Bislang werden solche großformatigen, in Sandwichbauweise hergestellten Schalen manuell im Handlegeverfahren gefertigt – was zeitaufwändig und kostspielig ist. Ein Forschungsteam des Fraunhofer IGCV in Augsburg hat in Kooperation mit Airbus Helicopters ein Fertigungsverfahren entwickelt, bei dem die CFK-Schalenbauteile hochautomatisiert hergestellt werden. Gefördert wird die Entwicklung im Rahmen des CleanSky 2-Programms der Europäischen Union.

Automatisierte Fertigung

Die automatisiert gefertigten Schalensegmente bilden den hinteren rechten und linken Teil der Außenhaut. Sie verbinden den Heckausleger mit dem Cockpit. „Die Schalen wurden auch bislang mit kohlenstofffaserverstärkten Leichtbaumaterialien gefertigt, aber wir haben den Herstellungsprozess weiterentwickelt. Er basiert jetzt auf dem sogenannten Automated Fiber Placement-Prozess“, sagt Thomas Zenker, Wissenschaftler am Fraunhofer IGCV. Ein Roboter legt die Materialien automatisiert ab. Dabei werden unidirektionale Tapes verwendet, die bessere mechanische Eigenschaften aufweisen und weniger Verschnitt erzeugen als gewebebasierte Kunststoffverbunde. Der Sandwichkern aus Phenolharzwaben trägt zur Steifigkeit des Verbunds bei, die Decklagenfasern sorgen für die Festigkeit. Ein Klebefilm stellt die Krafteinleitung zwischen Kern und Decklagen sicher. „Bevor das Material ausgehärtet wird, legt der Roboter die Fasern in hoher Qualität in ein Werkzeug ab. Der Roboter folgt dabei einer eigens entwickelten Programmiermethodik. Das Werkzeugkonzept wurde speziell für die Prozesskette entwickelt. Seine Oberfläche definiert die Form, die die Fasern bei der automatisierten Ablage annehmen sollen. Dabei werden die komplexen Geometrien der unterschiedlich geformten Sandwichtaschen berücksichtigt. Die Tapes werden also genau dort platziert, wo die Struktur des späteren Bauteils es erfordert“, fasst der Ingenieur den Vorgang zusammen.

Je nach Schichtung und Fasern erreicht ein per Automated Fiber Placement hergestelltes CFK-Bauteil eine höhere Belastbarkeit als ein Stahlelement, während es deutlich weniger wiegt. Durch das eingesparte Material reduziert sich das Gewicht der Schalensegmente um fünf Prozent. Je nach verwendetem Energiemix bei der Produktion kann der ökologische Fußabdruck damit um bis zu 15 Prozent pro Schalensegment verbessert werden.

Produktionsabfälle reduziert

Durch das weiterentwickelte Fertigungsverfahren gelang es zudem Produktionsabfälle von 45 auf 20 Prozent zu senken. Je nachdem, wie viele Helikopter hergestellt werden, ist durch den automatischen Prozess im Vergleich zur konventionellen Fertigung außerdem eine Produktionskosten-Einsparung möglich. Bei einer Produktionsrate von 65 Helikoptern pro Jahr liegt diese beispielsweise bei 20 Prozent.

Im August 2020 wurden die beiden Seitenteile für den Prototyp des Helikopters fertiggestellt. Anfang 2022 soll der nachhaltige Helikopter fertig gestellt sein und zu seinem ersten Testflug aufbrechen.


Das könnte Sie auch interessieren:

Siemens hat die AI-Anomaly-Assistant-Industrie-App ins Portfolio genommen. Damit können Anwender per künstlicher Intelligenz Anomalien in der Prozessindustrie erkennen und diese auf ihre Geschäftsrelevanz bewerten.‣ weiterlesen

Bereits im April 2016 herausgegeben und 2021 erneut bestätigt: Die Richtlinie VDI/VDE 3516 Blatt 4 'Validierung im GxP-Umfeld – Automatisiertes Testen' stellt die Zielsetzungen und möglichen Vorteile automatisierter Tests im pharmazeutischen Umfeld dar.‣ weiterlesen

PerfectPattern hat die kostenlose Basisversion von Insights App vorgestellt. Mit der Software können Prozessingenieure, Produktionsexperten und Datenwissenschaftler die von PerfectPattern entwickelte KI-Technologie Aivis nutzen, um Einblicke in Produktionsprozesse zu erhalten.‣ weiterlesen

Die Buss-Unternehmensgruppe ist in vielen unterschiedlichen Geschäftsfeldern tätig. Eine Herausforderung, stand doch ein Wechsel des ERP-Systems ins Haus - mit mehr als 80 Unternehmen innerhalb der Gruppe. Gemeinsam mit dem IT-Dienstleister Sven Mahn IT gelang es, das Projekt innerhalb von 14 Wochen umzusetzen.‣ weiterlesen

Werden neue Technologien wie beispielsweise künstliche Intelligenz Teil des Arbeistalltages wünscht sich ein Großteil der unter 31-Jährigen, darüber informiert zu werden. Dies geht aus einer Studie des IT-Security-Anbieters Kaspersky hervor. Auch ein menschliches Antlitz könnte laut Studie für mehr Akzeptanz sorgen.‣ weiterlesen

Schlechtere Stimmung als noch im Juni. Geschäftsklima-Index des Ifo Instituts hat in der aktuellen Erhebung im Vergleich zum Vormonat nachgegeben.‣ weiterlesen

Die Sprints zu Covid19-Impfstoffen zeigen den Leistungsdruck, unter dem die Technologieentwicklung steht. In kürzester Zeit sollen Forscher und Ingenieure Lösungen für die kritischen Probleme unserer Zeit finden. Der Accelerated-Discovery-Ansatz soll helfen, Forschungs- und Entwicklungsprozesse mit KI, Hybrid Cloud und schließlich Quantencomputern um das zehn- bis hundertfache des heute Möglichen zu beschleunigen.‣ weiterlesen

Trebing + Himstedt hat die Partnerschaft mit Celonis bekanntgegeben. Die Unternehmen wollen zukünftig beim Thema Process Mining zusammenarbeiten.‣ weiterlesen

Im Rahmen einer Partnerschaft wollen Crate.io und Zühlke zukünftig gemeinsam an Smart Factory- und Industrie 4.0-Lösungen arbeiten.‣ weiterlesen

Die Dualis GmbH IT Solution hat für Lean-Manufacturing-Aufgabenstellungen ein Add-on zur 3D-Simulationsplattform Visual Components entwickelt. Basierend auf Process Modelling können damit automatisch branchengängige Standardized Work Sheets generiert werden.‣ weiterlesen

Um verschiedene Daten aufzubereiten und den Mitarbeitern nutzenbringend bereitzustellen, ist nicht immer ein großes IT-Projekt nötig. Wer schnell Daten für die Beschäftigten visualisieren möchte, sollte sich einmal näher mit Dashboards befassen.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige