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Neue Fertigungsverfahren zur Verringerung der Produktionskosten für Leichtbauteile

PROFACTOR ist seit Anfang Juli einer der beiden Koordinatoren des Projekts ProFIT, das effiziente Fertigungsverfahren für Faserverbund-Bauteile erforscht. Leichtbau wird in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt schon seit Jahrzehnten und seit mehreren Jahren auch im Sportbereich (Fahrräder, Boote, …) eingesetzt. Die Produktionskosten von Faserverbund-Bauteilen sind unter anderem auch deshalb sehr hoch, da sie manuell hergestellt werden.

Reduktion von Gewicht und Treibstoff

Das Projekt ProFIT könnte nun die Ansätze der Automobilindustrie zur Nutzung von Leichtbau revolutionieren. Ziel des Projektes ist es nämlich, Fertigungsverfahren für Großserien von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffbauteilen zu entwickeln, die die Produktionskosten erheblich reduzieren werden. Die Vorteile der zukunftsweisenden Leichtbauweise sind beträchtliche Gewichtseinsparungen und damit verbunden eine Reduzierung des Treibstoffverbrauchs.

Komplexe Bauteile schneller produzieren

Das Konsortium, bestehend aus österreichischen und deutschen Unternehmen, stellt sich im Projekt ProFIT eben dieser Herausforderung und erforscht ein effizientes Fertigungsverfahren für Faserverbund-Bauteile mit komplexen Geometrien. Dazu wird eine durchgängig automatisierte Prozesskette entwickelt bei der ein Legeroboter gleichzeitig mehrere Faserbändchen oder Gewebestreifen gemäß den Hauptlastrichtungen auf einer Form verlegt. Zusätzlich wird der Roboter mit Sensorik ausgestattet, damit er flexibel auf Variationen in der Teilegeometrie reagieren kann. Durch diese automatische Produktion können komplexe Bauteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK-Bauteile) in wesentlich kürzerer Zeit und zu deutlich geringeren Kosten hergestellt werden.

Neue Methode zur In-line-Qualitätssicherung

Wir von PROFACTOR koordinieren einerseits die Aktivitäten des, aus sechs Projektpartnern bestehenden, österreichischen Konsortiums und sind andererseits auch Ansprechpartner für die deutschen Kooperationspartner. Wir entwickeln in diesem Projekt auch eine neue Methode zur In-line-Qualitätssicherung. Damit können direkt beim Ablegen Defekte in den Faserbändchen oder Gewebestreifen automatisch erkannt werden. Zu diesem Zweck wird mit einer Kamera eine Bildsequenz unter verschiedenen Beleuchtungen aufgenommen und analysiert. Das macht es möglich, auch die dunkle, glänzende Struktur von CFK-Teilen zu bewerten, an der herkömmliche Bildverarbeitungssysteme meist scheitern.

Weitere Maßnahmen, wie eine intelligente Sensorik, eine vollständige CAD-Integration (computer-added design) und die Offline-Programmierung des Roboters sollen die Gesamteffizienz steigern. Auch das automatische Ablegen von trockenen Halberzeugnissen, bei dem verschiedenste Endlos-Fasertypen in Verbindung mit unterschiedlichen Harz-Infusionstechnologien verwendet werden, verbessert den Prozess. Zudem werden entsprechende Schnittstellen bereitgestellt, um die Einzelsysteme in ein entsprechendes Fabrikautomationskonzept verketten zu können.

Weitere Infos zum Projekt:

Das Projekt wird von österreichischen und deutschen Unternehmen gemeinsam durchgeführt und hat ein Gesamtvolumen von etwa 7 Millionen Euro. Die beiden Konsortien werden in ihren Ländern von Förderstellen (DLR-Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Deutschland, TAKE OFF-Programm der FFG-Forschungsförderungsgesellschaft in Österreich) unterstützt, um das technische Risiko der Entwicklung abzufedern.

Projektpartner (Österreich):

  • AIT Seibersdorf
  • Benteler SGL Composite Technology GmbH
  • FD Composites GmbH
  • Peak Technology GmbH
  • WestCam Fertigungstechnik GmBH

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