Automatisierung für Flugzeugstrukturen der nächsten Generation

Eine neue Generation von Flugzeugstrukturen nach COVID-19

Aktuell mit den unmittelbaren und schwierigen Auswirkungen der COVID-19-Situation konfrontiert, erwarten die großen Luft- und Raumfahrtzulieferer und OEM, dass “grüne Luft- und Raumfahrt”-Initiativen in den kommenden Jahren an Bedeutung gewinnen werden. Entsprechende Entwicklung werden nicht nur weitergehen, sondern sich aller Voraussicht nach noch beschleunigen. Neben neuen Antriebstechnologien wird vor allem der Leichtbau weiterhin eine Schlüsselrolle spielen, wenn im kommenden Jahrzehnt neue Luft- und Raumfahrtprogramme definiert werden.

Integrated lay-up for sandwich structures with monolithic areas

Dabei ist Automatisierung der Schlüssel zu einem verbreiterten Einsatz von Hochleistungsverbundwerkstoffen in Flugzeugstrukturen der nächsten Generation. Insbesondere wenn höhere Stückzahlen benötigt werden, z.B. für kommerzielle Mittelstreckenflugzeuge wie den A320 und B737 Familien. Bis heute erfordern Multimaterial-Verbundstrukturen wie Verkleidungen, Radome, Triebwerksgondeln und Steuerflächen noch viele manuelle Arbeitsschritte in der Fertigung. Fiber Patch Placement (FPP) hat das Potenzial, dies zu ändern. Die Technologie bietet eine neue Kombination aus Produktivität, Flexibilität und Kosten und ermöglicht die Automatisierung für komplexe 3D-Formen, Multimaterial-Verbundwerkstoffe und lokal belastungsgerecht ausgelegte Faserstrukturen. Dies führt zu einem bemerkenswert verbesserten „Buy-to-Fly“-Verhältnis. FPP ist die Technologie für die nächste Generation von Verbundwerkstoff-Flugzeugstrukturen.

Ihre Vorteile

Digitalisierte, automatisierte Prozesskette

Multi-Material Lay-up Fähigkeit (Carbon, Glas, Klebefilm, etc.)

20% – 60% Kostenersparnis im Vergleich zum manuellen Lay-up

100% Kontrolle des Fasermaterials vor Verarbeitung

F&E-Kollaboration für automatisiertes Lay-up System für Verbundwerkstoffe

Gemeinsam mit GKN Aerospace Deutschland GmbH, TUM – Lehrstuhl für Carbon Composites, SGL Technologies GmbH, Hochschule Augsburg und unter Förderung des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie startete Cevotec ein wegweisendes F&E-Projekt: Die vollautomatisierte Produktion von Sandwichstrukturen.

Bis heute sind Sandwichstrukturen, die als hervorragendes Mittel zum Bau leichterer und umweltfreundlicherer Flugzeuge bekannt sind, noch von manuellen Legeprozessen und anschließenden Prüfschritten abhängig. Wir planen, den Fiber Patch Placement Prozess weiter zu verbessern, u.a. durch erweiterte On-Line-Inspektionsroutinen und selbstadaptive Prozesskontrolle, weiterentwickelte Legeroutinen und automatisiertes Ablegen der Kernmaterialien. Das Projektteam hat sich zum Ziel gesetzt, die Netto-Legegeschwindigkeit relevanter Bauteile um den Faktor 7-10x zu verbessern.

ACoSaLUS Projektsteckbrief herunterladen

Automatisierung für Multimaterial-Flugzeugstrukturen

SAMBA Multi

SAMBA Scale

SAMBA Pro

SAMBA Step

Der Automatisierungsspezialist Cevotec konzentriert sich auf die effiziente und automatisierte Produktion von komplexen Verbundwerkstoffteilen für die Luft- und Raumfahrt. Basierend auf der Fiber Patch Placement (FPP)-Technologie arbeiten die SAMBA-Lay-up-Systeme von Cevotec mit einer breiten Palette von Materialsystemen, sowohl Prepreg als auch Trockenfaser, und ermöglichen es den Herstellern, das Lay-up von Multimaterial-Flugzeugstrukturen zu automatisieren. Der flexible Prozess ermöglicht auch die Kombination von Strukturen auf Sandwich-Kern-Basis und monolithischen Bereichen in einem integrierten Prozess (lesen Sie mehr). Um hohe Qualitätsstandards für jedes produzierte Teil zu gewährleisten, verfügen die Produktionssysteme über selbstkorrigierende Kontrollsysteme für Materialqualität und Positioniergenauigkeit. Anwendungsbeispiele sind z.B. Verkleidungen, Gondelpaneele, Radome, Steuerflächen und mehr.

ARTIST STUDIO Software

ARTIST STUDIO ist die speziell auf die Fiber Patch Placement Technologie abgestimmte Software-Suite. Sie ermöglicht einen vollständig digitalen Prozessablauf und unterstützt Ingenieure bei der Erstellung von Patch-Laminaten durch technologiespezifische Lay-up-Funktionen. Das integrierte CAM-Modul programmiert die Roboter des SAMBA-Systems vollautomatisch und führt eine Kollionskontrolle aus, um eine sichere Produktion zu gewährleisten.

PATCH ARTIST (FPP-CAD)

MOTION ARTIST (FPP-CAM)

FPP auf einen Blick

ARTIST STUDIO software

Large placement gripper (200mm x 300mm)

Placing glass fiber prepreg on chamfered honeycomb

Different gripper sizes cover a range of applications

Application example: sandwich structures

Application example: complex geometry

Application example: H2 tank dome reinforcement

Focus industries & applications

The Fiber Patch Placement prozess

Layup rates of SAMBA systems

Testen Sie Ihre Ideen & realisieren Sie Ihre Vision

Cevotec betreibt in der Nähe von München ein FPP-Kompetenzzentrum zur Entwicklung automatisierter Lay-up-Prozesse für Composite-Strukturen bis zu einer Größe von 2 m x 3 m. Hersteller von Faserverbundbauteilen können sich vor Ort live informieren, wie FPP bei der Umstellung von manuellem Lay-up 20% – 60% an Produktionskosten & Zeit einsparen kann. Vereinbaren Sie Ihre persönliche Beratung, um die für Sie relevanten Anwendungen zu besprechen. Erfahren Sie mehr über verfügbare Projektkonstellationen zur Entwicklung von Demonstratorbauteilen. Wir bieten eine kostenlose Machbarkeits- und Stückkostenanalyse im Vorfeld an. Erkunden Sie neue Optionen für Ihre zukünftige Bauteilproduktion!

Ihr Start in die FPP-Technologie

Schritt 1: ROI und Machbarkeitsanalyse

Umfasst Machbarkeits-, Stückkosten- und Zykluszeitanalyse, Bewertung der Vorteile und ROI-Schätzung. Dieser Service ist für Sie kostenfrei.

>> Wie stark profitiert Ihre Anwendung von FPP?

Schritt 2: Gemeinsame Anwendungsentwicklung

Virtuelle Studien, Anwendungs- und Demonstratorentwicklung, Individualisierung der Produktionssysteme und weitere Möglichkeiten.

>> Wie entwickeln und testen Sie Ihre FPP-Anwendung am besten?

Schritt 3: Kundenspezifische Produktionstechnologie

Umfasst angepasste SAMBA Lay-up Systeme, ARTIST STUDIO Software, maßgeschneiderte Greifer, Kontrollsysteme und mehr.

>> Welche Systemkonfiguration ist die beste für Ihre Anwendung?

Mehr Information!

Downloads und weitere Informationen

Cevotec Intro-Präsentation

Cevotec Broschüre

Cevotec Video

So urteilt die Wissenschaft

Prof. Klaus Drechsler; Carboncomposites;
Foto: Eckert und Heddergott Verwendung frei fuer die Berichterstattung ueber die TU Muenchen unter Nennung des Copyrights

“Fiber Patch Placement hat in den letzten Jahren eine bemerkenswerte Entwicklung durchlaufen. Die Technologie erfüllt viele der Erwartungen, die unsere Forschungspartner aus Wirtschaft und Industrie an aktuelle Entwicklungsinitiativen stellen. Die nahe Zukunft wird sicherlich interessante Anwendungsfälle der FPP-Technologie im Bau von Composite-Flugzeugstrukturen der nächsten Generation bringen.”

Prof. Klaus Drechsler,
Leiter des Lehrstuhls für Carbon Composites
Technische Universität München

Partner & Referenzen

Automation & digitale Innovation

Der Münchner Automations-Spezialist Cevotec ermöglicht es Herstellern, komplexe Faserverbund-Bauteile in hoher Stückzahl und Qualität zu fertigen. Mit den SAMBA Systemen, basierend auf der Fiber Patch Placement Technology, bietet Cevotec individuell konfigurierbare Produktionssysteme mit integrierter Prozesskontrolle an. Diese sind besonders für die automatisierte Faserablage bei komplexen 3D Geometrien und Multi-Material Laminaten geeignet. ARTIST STUDIO ist die technologiespezifische CAD-CAM Software zur Laminaterstellung und automatisierten Roboterprogrammierung. Beim Wechsel von manuellen Prozessen auf Fiber Patch Placement können Kosten- und Zeiteinsparungen von 20-60% realisiert werden. Hersteller profitieren zudem von einem umfassenden Service Portfolio, das individuelle Systemanpassungen als auch FE-basierte Komponentenentwicklung beinhaltet.

Revolutionieren Sie mit uns die Composites-Industrie

Wir haben einen neuen Firmensitz bezogen und unser Techikum erheblich vergrößert. Jetzt suchen wir erfahrene Ingenieure in den Bereichen Maschinenbau, Softwareentwicklung und technischer Vertrieb, um weiter zu wachsen. Werden Sie Teil des cevoTEAMs!