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Ausgewählte Ausgabe: 04-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Entwicklung automatisierter Prozesse

Kohlenstofffaser-verstärkte Thermoplaste finden zunehmend auch in der Luft- und Raumfahrt Anwendung, unter anderem als Hochleistungsstrukturbauteile und -baugruppen. Die Herstellung ist jedoch oft ein zeit- und energieintensiver Prozess und bietet großes Potenzial zur Optimierung und Automatisierung. Am DLR Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) in Augsburg werden die Prozessschritte zur thermoplastischen Bauteilherstellung und Fügung automatisiert und optimiert. Exemplarisch wird die Gesamtprozesskette an einer Wellholm-Baugruppe demonstriert und die nächsten Entwicklungsschritte aufgezeigt.


Bild 1 Der Wellholm Demonstrator besteht aus sieben Bauteilen.

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Der Wellholm Demonstrator besteht aus sieben Bauteilen.

Thermoplastische Verbundstrukturen bieten neben den guten Materialeigenschaften entscheidende Vorteile bei der Formgebung und den Fügemöglichkeiten. Um diese Vorteile in der Luft- und Raumfahrt nutzbar zu machen, entwickelt und demonstriert das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie effiziente Produktionsprozessketten. Der Fokus liegt dabei einerseits auf einer flexiblen und modularen Gestaltung des Gesamtprozesses von der angelieferten Rollenware über die Komponentenfertigung bis zur gefügten Baugruppe. Andererseits werden die Schlüsselherausforderungen an einem anspruchsvollen Anwendungsbeispiel demonstriert. Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören hohe Umformgrade, die erhöhten Prozessanforderungen für Hochleistungsthermoplaste PEEK, PEKK, PEI, sowie die Sicherstellung der hohen Konsolidierungsqualität.

Demonstrator Wellholm

Zur Entwicklung und Demonstration der Produktions- und Montageprozesse wurde eine Demonstratorbaugruppe entworfen, die sich an einem Crashelement einer Hubschrauber-Bodengruppe orientiert – der sogenannte Wellholm. Dieser besteht aus sieben Bauteilen, die einzeln gefertigt und dann gefügt werden (Bild 1).

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Autoren

Dr. Tobias Gerngross

Gruppenleiter Prozesse & Automatisierung, DLR

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