Neues Verbund-Entwicklungsprojekt MAI ACoSaLUS – Automatisiertes Composite Sandwich Lay-Up System

Das kontinuierliche Bestreben, Emissionen in der Luft- und Raumfahrtindustrie zu reduzieren, hat zu einer weit verbreiteten Verwendung von Faserverbundwerkstoffen und Sandwichstrukturen geführt. Hier liegt ein wichtiger Treiber für neue Prozessentwicklungen und Teilezertifizierungen. Faserverbundwerkstoffe, insbesondere Sandwichstrukturen, bieten ganz spezifische Vorteile. Doch bis heute sind Letztere in hohem Maße abhängig von manueller Arbeit und mehrfachen, nachträglichen Prüfschritten, um die Einhaltung der engen Qualitätsvorgaben zu gewährleisten. Durch die Weiterentwicklung des automatisierten Fiber Patch Placement (FPP) Lay-up Prozesses mit weiterentwickelten On-Line-Inspektionsmöglichkeiten will Cevotec die Produktion dieser Komponenten kostengünstiger, effizienter und besser kontrollierbar machen. „Die FPP-Technologie ist einzigartig in ihrer Fähigkeit, Fasern auf Oberflächen mit mehrfachen Krümmungen zu legen, und wir wollen dies auf das automatisierte Legen kompletter Sandwich-Bauteile, einschließlich der Kernmaterialien, ausweiten“, sagt Cevotec Geschäftsführer Thorsten Gröne. Hauptziele des Projekts sind die Erhöhung der Netto-Legegeschwindigkeit um den Faktor 7-10x auf 15m²/h und die Reduzierung des manuellen Arbeitsaufwands um bis zu 100%.

Der Aufgabenbereich von Cevotec umfasst sowohl Software- als auch Hardware-Entwicklungen. „Der erste Schritt ist eine Weiterentwicklung des Patch-Placement-Prozesses. Wir werden eine aktive Kraftrückkopplungsfunktion auf unserem Roboter implementieren, um die Kompaktierungskräfte während des Lay-up Prozesses optimal zu kontrollieren. Dabei verbessern wir gleichzeitig unsere proprietäre Greifertechnologie“, erläutert Richard Carle, Projektleiter ACoSaLUS bei Cevotec. Gemeinsam mit der Hochschule Augsburg arbeitet Cevotec an einer Optimierung der Legeplanungs- und Simulationsalgorithmen, um die Gesamtzykluszeit pro Bauteil zu reduzieren und die Qualität der Festigkeitsvorhersagen weiter zu erhöhen. Um sicherzustellen, dass die produzierten Bauteile den strengen Fertigungsspezifikationen entsprechen, die von Kunden aus der Luft- und Raumfahrt gefordert werden, wird Cevotec ein Bildverarbeitungssystem entwickeln, um die Laminate der ersten und zweiten Haut während des Legeprozesses zu prüfen. Dies wird in enger Zusammenarbeit mit der GKN Aerospace GmbH und der VisCheck GmbH geschehen. Auch neue Prepreg-Rezepturen, die von der SGL Carbon entwickelt wurden, werden im Rahmen des Projekts getestet, um ihren Einsatz auf Cevotec-Anlagen zu optimieren. Darüber soll hinaus eine Greifer-basierte Applikationstechnik für von der Vabatec GmbH neu entwickelte Vakuumhilfsmittel erarbeitet werden.

Zum Ende des Projekts im Jahr 2023 will Cevotec die Netto-Legegeschwindigkeit relevanter Bauteile um das 7-10-fache verbessert und einen vollautomatischen Legeprozess für Sandwich-Bauteile unter Verwendung der Fiber Patch Placement-Technologie entwickelt haben. Das beinhaltet fortschrittliche On-Line-Inspektionsroutinen und selbstadaptive Prozesskontrolle, weiterentwickelte Legeroutinen und automatisiertes Ablegen der Kernmaterialien. Ziel ist, die Entwicklungen in die Serienfertigung der Luft- und Raumfahrt zu übertragen.

Über GKN Aerospace Deutschland GmbH

GKN Aerospace ist der originäre Innovationsträger der Luft- und Raumfahrt. Seit Jahrzehnten inspirieren und industrialisieren die Technologien von GKN Aerospace die Luft- und Raumfahrtindustrie und vereinen technische Spitzenleistungen und Technologieführerschaft.

Das Unternehmen aus München ist spezialisiert auf die Konstruktion, Entwicklung, Herstellung und Qualifizierung von hochintegrierten Verbundwerkstoffstrukturen im Luft- und Raumfahrtsektor. Integrierte Engineering-Prozesse, Werkzeugdesign und -entwicklung sowie fortschrittliche Montage vervollständigen das Portfolio.

Kontakt:
GKN Aerospace – Munich
Brunhamstrasse 21
81249 Munich
Tel.: +49 (0)89 8715-0
Email: info_muenchen@gknaerospace.com
https://www.gknaerospace.com/en/about-gkn-aerospace/locations/gkn-aerospace-in-europe/munich/

Über TUM – Chair of Carbon Composites

Der Lehrstuhl für Carbon Composites nahm im Mai 2009 seine Arbeit auf und widmet sich der ganzheitlichen Betrachtung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen und deren Anwendungen. Die Berufung von Prof. Drechsler wurde durch einen Stiftungslehrstuhl der SGL Group und Eigeninvestitionen der TUM aus der Exzellenzinitiative ermöglicht.

Der renommierte Wissenschaftler wird mit seinem Team grundlagen- und anwendungsorientierte Forschungsvorhaben und Industriekooperationsprojekte auf dem Gebiet der Faserverbundwerk- stoffe vorantreiben.

Der LCC verfolgt einen interdisziplinären Forschungsansatz; die Inhalte erstrecken sich von den Rohmaterialien über die fertigungstechnische Umsetzung bis hin zu kompletten Composite-Bauteilen. Mit eigens entwickelten Simulationsmethoden wird diese Prozesskette auch virtuell vollständig abgebildet. Die Mitarbeiter am Lehrstuhl für Carbon Composites arbeiten verteilt auf vier Forschungsgruppen in den Bereichen:

• Prozesstechnik für Fasern und Halbzeuge
• Prozesstechnik für Matrixsysteme
• Simulation
• Materialverhalten und Prüftechnik

Eingebunden in zahlreiche nationale und internationale Forschungsprojekte und in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern und anderen Forschungseinrichtungen deckt der Lehrstuhl den Bereich der Composite-Materialien mit thermoplastischen und duroplastischen Matrixwerkstoffen ab.

Für innovative Fertigungsprozesse wie zum Beispiel das Fiber Patch Preforming, Fiber Placement Techniken, Thermoumformen oder die Flechttechnik stehen modernste Anlagen zur Verfügung und werden dazu benutzt, Faserverbundbauteile zu optimieren und die gesamte Prozesskette effizienter zu gestalten. Der Lehrstuhl für Carbon Composites ist strategischer Forschungspartner verschiedener nationaler und internationaler Unternehmen und ist außerdem Mitglied des „Carbon Composite e.V“ sowie zentraler Partner im Spitzencluster „MAI Carbon”.

Kontakt:
TUM – Fakultät für Maschinenwesen
Lehrstuhl für Carbon Composites
Dr.-Ing. Swen Zaremba
Tel.: +49 (89) 289 – 15081
Email: zaremba@tum.de
Nils Siemen, M.Sc.
Tel.: +49 (89) 289 – 15777
Email: nils.siemen@tum.de
Boltzmannstr. 15
85748 Garching
https://www.lrg.tum.de/en/lcc/home/

Über SGL Carbon

Die SGL Carbon ist ein technologiebasiertes und weltweit führendes Unternehmen bei der Entwicklung und Herstellung von kohlenstoffbasierten Lösungen. Ihre hochwertigen Materialien und Produkte aus Spezialgraphit und Verbundwerkstoffen kommen in zukunftsbestimmenden Industriebranchen zum Einsatz: Automobil, Luft- und Raumfahrt, Halbleitertechnik, Solar- und Windenergie, LED sowie bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, Brennstoffzellen und anderen Energiespeichersystemen. Darüber hinaus entwickeln wir Lösungen für die Bereiche Chemie und industrielle Anwendungen.

Im Jahr 2020 erzielte die SGL Carbon SE einen Umsatz von über 900 Millionen Euro. Das Unternehmen beschäftigt rund 4.800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an 31 Standorten in Europa, Nordamerika und Asien.

Materialien, Produkte und Lösungen der SGL Carbon sind in die großen Zukunftsthemen eingebunden: nachhaltige Mobilität, neue Energien und branchenübergreifende Digitalisierung. Weiterentwicklungen in diesen Bereichen erfordern intelligentere, miteinander vernetzte, effizientere und nachhaltige Lösungen. Hier setzt die unternehmerische Vision der SGL Carbon an: einen Beitrag zu leisten zu einer smarteren Welt.

Weitere Informationen zur SGL Carbon sind unter www.sglcarbon.com/presse  zu finden.

Kontakt:
SGL Carbon SE
Claudia Kellert – Head of Capital Markets & Communications
Söhnleinstraße 8
65201 Wiesbaden/Germany
Telefon +49 611 6029-100
Telefax +49 611 6029-101
presse@sglcarbon.com

Über VisCheck GmbH

Das 2015 im Landkreis München gegründete Unternehmen hat sich auf die anspruchsvolle Bildverarbeitung spezialisiert. Unser Ingenieursteam hat technologische Meilensteine auf dem Gebiet der Bildverarbeitung ohne Server-Anbindung bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen und anspruchsvollen Materialien wie Carbon entwickelt.

Dieses Know how ermöglicht uns anspruchsvolle optische Applikationen (Industriekameras) für die Mustererkennung/ Qualitätssicherung, bei der wir uns auch der Thermografie, dem Gewicht und anderen Parametern bedienen. Die Protokollierung der Fertigung ist uns vertraut (z.B. mit RFID am Werkstück).

Ergänzend zu den bisherigen Auftragsarbeiten wurde im Sommer 2020 mit „Opdra“ das erste eigene Produkt vorgestellt. „Opdra“ ermöglicht das optische Auslesen von (Fertigungs-) Bildschirmen samt Digitalisierung der angezeigten Daten. Hierdurch kann erstmals auf eine Schnittstelle verzichtet und so eine bedeutende IoT-Lücke geschlossen werden. Denn viele Maschinen sind entweder zu alt für Schnittstellen oder sind neu, ihre Hersteller bieten aber nur komplexe (= teure) Lösungen an. „Opdra“ sieht mittels Kamera wie ein Mensch und ist einfach zu bedienen. In der Folge können z.B. Roboter gesteuert werden.

Kontakt:
VisCheck GmbH
Josef-Kyrein-Str. 4
85579 Neubiberg/ Lkr. München
Tel.: +49 89 189 378 770
Email: guido.bruch@vischeck.de
https://www.vischeck.de

Über die Hochschule Augsburg

Mit über 6.500 Studierenden aus 70 Nationen ist die Hochschule Augsburg eine der größten Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Bayerisch-Schwaben. Mit über 160 Professoren und mehr als 300 Lehrbeauftragten nutzt sie die neuesten Lehrmethoden und Geräte, um den Studierenden die beste Ausbildung in Technik, Wirtschaft, Gestaltung und Soziales zu bieten. Das Engagement von über 300 wissenschaftlichen und nichtwissenschaftlichen Mitarbeiter:innen sowie die hochmodernen Labore, Werkstätten und Hörsäle tragen zu hervorragenden Bedingungen für Forschung und Lehre bei.

Als moderne Hochschule steht die Hochschule Augsburg für Innovation, Kreativität und Fortschritt. Die zentrale Lage in Augsburg macht die Hochschule zu einem idealen Knotenpunkt, um ein Kommunikationsnetzwerk zwischen Wirtschaft, Gesellschaft und Politik zu schaffen. Die verkehrsgünstige Lage im Herzen Bayerns macht Augsburg zu einem attraktiven Standort für Wirtschaft und Forschung.

Kontakt:

Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg
An der Hochschule 1
86161 Augsburg
Tel.: +49 (0)821 5586-0
Email: fmv@hs-augsburg.de
https://www.hs-augsburg.de/en/

Über Vabatec GmbH

VABATEC® (gegr. 2014) mit Hauptsitz in München entwickelt, produziert und vertreibt Vakuumhilfsmittel für die Herstellung von Verbundbauteilen (wie VABALON® Vakuumfolien, VABATEC® RF-Trennfolien, VABATEC® IN Infusionsysteme usw.) und ist Zulieferer in der Windenergie, der Automobil- und Marineproduktion sowie in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Darüber hinaus arbeitet VABATEC® an der kundenspezifischen Entwicklung von individuellen, maßgeschneiderten Lösungen aus Kunststofffolien für die unterschiedlichsten Branchen (z.B. Automotive, Grafik, Energietechnik, etc.).

VABATEC® steht für exzellente und reproduzierbare Produkteigenschaften, zuverlässige Lieferung, ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis, zuverlässige Produkte, erstklassigen technischen Support und die kontinuierliche Weiterentwicklung von Produkten und Dienstleistungen.

Kontakt:
VABATEC GmbH
Jakob-Karl-Str.
80796 Munich
Tel.:+49(0)89/124146-480
Email: info@vabatec.com
https://www.vabatec.com

Gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie