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08.01.2018 | Leichtbau | Nachricht | Onlineartikel

Fertigung von CFK-Tragflächen mit synchronisierten Robotern

Autor:
Thomas Siebel

Das DLR fertigt weltweit erstmals CFK-Tragflächen mit zwei synchronisierten Ablegerobotern. Mit dem neuen Verfahren lässt sich die Produktionszeit um bis zu 50 Prozent senken.

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben demonstriert, wie sich die Produktionszeit von Flugzeugtragflächen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) um bis zu 50 Prozent senken lässt. Dabei wenden sie erstmals ein Verfahren an, bei dem zwei Robotereinheiten auf derselben Schiene mit überlappenden Arbeitsbereichen gleichzeitig Fasern auf ein Flügelschalenwerkzeug ablegen. 

Die Herstellung der Tragwerke ist ein zeitkritischer Prozess während der Produktion eines neuen Flugzeugs: Mit nur einer robotischen Legeeinheit dauert die Herstellung einer Flügelschale im Drei-Schicht-Betrieb bis zu sieben Tage. Mit dem neuen Verfahren haben die Wissenschaftler im ersten Anlauf die Produktionszeit nun nach eigenen Angaben bereits um 38 Prozent gesenkt.

Verfahren für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge

Für die Versuche des Verbundprojekts EWiMa (Efficient Wing Cover Manufacturing) haben die Forscher ein vollständiges Flügelschalenmodell mit einer Grundfläche von 15 Quadratmetern und einer Spannweite von acht Metern konzipiert, das alle Merkmale einer zukünftigen CFK-Tragfläche für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge besitzt. Ein fertiger Flügel setzt sich später aus Ober- und Unterschale zusammen.

Nach der Faserablage muss ein CFK-Tragwerk noch aufwendig in einem Autoklaven unter Druck und Hitze ausgehärtet werden. Um auch diesen Produktionsschritt zu verkürzen, haben die Wissenschaftler das unter der Flügelschale liegende Formwerkzeug beheizbar gemacht. Damit kann die Flügelschale je nach Dicke zielgerichtet aushärten.

Das Verfahren hat das DLR am Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie in Stade gemeinsam mit Airbus/CTC, dem Fraunhofer IFAM und Fibretech Composites im Verbundprojekt EWiMa (Efficient Wing Cover Manufacturing) erarbeitet. 

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