Luftfahrtbauteile aus CFK sind in erster Linie „leistungsbestimmt“, d.h. mechanische Eigenschaften, Schadenstoleranz und Fertigungsqualität sind übergeordnete Anforderungen, denen sich Kosten und Produktivität zu einem gewissen Grad unterordnen müssen. Anders in der Automobilindustrie. Hier gelten andere Qualitätsansprüche und die Leistungsfähigkeit des Materials muss sich den Kosten und der Verfügbarkeit unterordnen. Aber wo liegen die Schnittmengen beider Industriezweige? Wie kann ein Prozessfenster der automatisierten CFK-Fertigung aussehen? Antworten gibt Sven Torstrick, Projektmanager DLR e.V., in seinem Vortrag auf der 7. Internationalen CFK-Valley Stade Convention in Stade. „RTM-Processing for Net Shaped Parts in High Quantities“. In einem Vorab-Interview mit den Experten der Convention, gibt Torstrick Einblick in das Projekt „EVo“:
„„EVo“ ist eine vollautomatisierte RTM-Produktionsstrecke zur Fertigung komplexer CFK-Strukturen in hohen Stückzahlen. Lassen Sie mich kurz die Forschungsplattform erklären: Ausgangsmaterial der Prozesskette am ZLP in Stade ist ein vorbebindertes Multiaxialgelege, welches auf einem NC-Cutter zugeschnitten und von einem Portalroboter in einen Zwischenspeicher abgesammelt wird. Aus diesem bedient sich ein Drapierroboter mit einem flexiblen Greifsystem, welches den flächigen Zuschnitt handhabt, in die 3D-Geometrie drapiert und den Lagenaufbau qualitätsgesichert durchführt. Das umgeformte Lagenpaket wird in mehreren Schritten zu einem formstabilen Vorformling konsolidiert. Dieser wird im letzten Preformingschritt auf Endkontur feinbesäumt und präzise im RTM-Kernwerkzeug positioniert. Das RTM-Kernwerkzeug wird geschlossen und in die Presse verfahren, wo es über die dort montierten Mantelwerkzeuge mit integrierter Fluidtemperierung aufgeheizt wird und die Injektion nach automatischem Ankoppeln der Injektions- und Vakuumleitungen durchgeführt wird. Nach der Injektion wird die Presse geöffnet und das Kernwerkzeug mit dem vorvernetzten Bauteil in den Temperofen zur Restaushärtung transportiert.“ so Torstrick, und weiter: „Die EVo-Prozesskette bildet in einer durchgängigen Produktionsstraße alle Teilprozesse miteinander verknüpft ab. Die Teilanlagen selber nutzen dabei den derzeitigen Stand der Technik und sind dabei so modular aufgebaut, dass Einzeltechnologien
ausgetauscht und hinsichtlich Prozessstabilität und Wirtschaftlichkeit miteinander verglichen werden können. So werden in Folgeprojekten Vakuum-Greifer durch Elektroadhäsionsgreifer ergänzt oder ersetzt. Auf unterschiedliche Anforderungen beim Drapieren, Konsolidieren, Feinbesäumen und dem RTM-Prozess wird in einem einzelnen multifunktionalen Formwerkzeug eingegangen.
Die Feinbesäumung wird vom Ultraschallmesser auf Laser umgerüstet. Die Aufheizung des RTM-Kernwerkzeugs durch Induktion beschleunigt, die Durchtränkung durch einen flächigen Anguss. Mit jeder Werkzeuggeneration wird mehr Funktionalität vom Kern- ins Mantelwerkzeug übertragen, um die Kernwerkzeuge möglichst kostengünstig herstellen zu können. Durch einen weitgehend isothermen RTM-Prozess können Energiebedarf und Taktzeiten signifikant reduziert werden.
Die bereits umgesetzte Endkonturbauweise macht eine nachgeschaltete Konturbearbeitung mit anschließender Kantenversiegelung überflüssig, was neben dem hohen Automatisierungsgrad einen großen Schritt in Richtung kosteneffiziente Produktion darstellt. Durch die Integration von Konturerkennung, Faserwinkelprüfung, Aushärtesensorik sowie robuste Prozessführung mit Toleranzmanagement nach Automotive-Vorbild kann der nachgeschaltete ZfP-Aufwand deutlich reduziert werden.
Alle Prozessdaten werden in der übergeordneten Gesamtanlagensteuerung zusammengeführt und können in einer Ablaufsimulation genutzt werden, um die reale Anlage virtuell zu erweitern und die Prozess- und Bauteilkosten für beliebige Stückzahlen zu extrapolieren.“ schließt Torstrick.
Der gesamte Vortrag „RTM-Processing for Net Shaped Parts in High Quantities” wird am 12. Juni im Konferenz-Saal der CFK-Valley Stade Convention zu hören sein. Die Experten des DLR e.V. stehen zudem im Bereich der Fachausstellung für Gespräche zur Verfügung.
Für die Teilnahme an der Convention ist eine Registrierung bis 24.05. nötig: www.cfk-convention.com/.... Die Teilnehmerzahl ist auf 450 Plätze begrenzt.Das Vortragsprogramm für den 11.-12. Juni sowie Konditionen & Anmeldemöglichkeiten stehen online zur Verfügung: www.cfk-convention.com
Links zum Thema:
http://www.cfk-convention.com/...
http://www.cfk-convention.com/...
www.cfk-convention.com/TA
„„EVo“ ist eine vollautomatisierte RTM-Produktionsstrecke zur Fertigung komplexer CFK-Strukturen in hohen Stückzahlen. Lassen Sie mich kurz die Forschungsplattform erklären: Ausgangsmaterial der Prozesskette am ZLP in Stade ist ein vorbebindertes Multiaxialgelege, welches auf einem NC-Cutter zugeschnitten und von einem Portalroboter in einen Zwischenspeicher abgesammelt wird. Aus diesem bedient sich ein Drapierroboter mit einem flexiblen Greifsystem, welches den flächigen Zuschnitt handhabt, in die 3D-Geometrie drapiert und den Lagenaufbau qualitätsgesichert durchführt. Das umgeformte Lagenpaket wird in mehreren Schritten zu einem formstabilen Vorformling konsolidiert. Dieser wird im letzten Preformingschritt auf Endkontur feinbesäumt und präzise im RTM-Kernwerkzeug positioniert. Das RTM-Kernwerkzeug wird geschlossen und in die Presse verfahren, wo es über die dort montierten Mantelwerkzeuge mit integrierter Fluidtemperierung aufgeheizt wird und die Injektion nach automatischem Ankoppeln der Injektions- und Vakuumleitungen durchgeführt wird. Nach der Injektion wird die Presse geöffnet und das Kernwerkzeug mit dem vorvernetzten Bauteil in den Temperofen zur Restaushärtung transportiert.“ so Torstrick, und weiter: „Die EVo-Prozesskette bildet in einer durchgängigen Produktionsstraße alle Teilprozesse miteinander verknüpft ab. Die Teilanlagen selber nutzen dabei den derzeitigen Stand der Technik und sind dabei so modular aufgebaut, dass Einzeltechnologien
ausgetauscht und hinsichtlich Prozessstabilität und Wirtschaftlichkeit miteinander verglichen werden können. So werden in Folgeprojekten Vakuum-Greifer durch Elektroadhäsionsgreifer ergänzt oder ersetzt. Auf unterschiedliche Anforderungen beim Drapieren, Konsolidieren, Feinbesäumen und dem RTM-Prozess wird in einem einzelnen multifunktionalen Formwerkzeug eingegangen.
Die Feinbesäumung wird vom Ultraschallmesser auf Laser umgerüstet. Die Aufheizung des RTM-Kernwerkzeugs durch Induktion beschleunigt, die Durchtränkung durch einen flächigen Anguss. Mit jeder Werkzeuggeneration wird mehr Funktionalität vom Kern- ins Mantelwerkzeug übertragen, um die Kernwerkzeuge möglichst kostengünstig herstellen zu können. Durch einen weitgehend isothermen RTM-Prozess können Energiebedarf und Taktzeiten signifikant reduziert werden.
Die bereits umgesetzte Endkonturbauweise macht eine nachgeschaltete Konturbearbeitung mit anschließender Kantenversiegelung überflüssig, was neben dem hohen Automatisierungsgrad einen großen Schritt in Richtung kosteneffiziente Produktion darstellt. Durch die Integration von Konturerkennung, Faserwinkelprüfung, Aushärtesensorik sowie robuste Prozessführung mit Toleranzmanagement nach Automotive-Vorbild kann der nachgeschaltete ZfP-Aufwand deutlich reduziert werden.
Alle Prozessdaten werden in der übergeordneten Gesamtanlagensteuerung zusammengeführt und können in einer Ablaufsimulation genutzt werden, um die reale Anlage virtuell zu erweitern und die Prozess- und Bauteilkosten für beliebige Stückzahlen zu extrapolieren.“ schließt Torstrick.
Der gesamte Vortrag „RTM-Processing for Net Shaped Parts in High Quantities” wird am 12. Juni im Konferenz-Saal der CFK-Valley Stade Convention zu hören sein. Die Experten des DLR e.V. stehen zudem im Bereich der Fachausstellung für Gespräche zur Verfügung.
Für die Teilnahme an der Convention ist eine Registrierung bis 24.05. nötig: www.cfk-convention.com/.... Die Teilnehmerzahl ist auf 450 Plätze begrenzt.Das Vortragsprogramm für den 11.-12. Juni sowie Konditionen & Anmeldemöglichkeiten stehen online zur Verfügung: www.cfk-convention.com
Links zum Thema:
http://www.cfk-convention.com/...
http://www.cfk-convention.com/...
www.cfk-convention.com/TA
