Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWULuft- und Raumfahrt
Automatisierung in der Flugzeugmontage
Das Flugaufkommen hat in den letzten Jahrzehnten rasant zugenommen. Um den entsprechend hohen Bedarf an Transportmitteln zu decken, ist eine Modernisierung der Fertigungsabläufe im Flugzeugbau unumgänglich. Bislang erfolgt die Montage der Tragflächen aufgrund ihres kammerartigen Aufbaus überwiegend noch manuell, wodurch nur geringe Stückzahlen hergestellt werden können. Konventionelle Industrieroboter gelangen nicht durch die engen Öffnungen bzw. die hintersten Winkel der bis zu fünf Meter langen Arbeitsräume. Erforderlich ist daher ein schlanker Roboter, der zudem extrem verschränkungsfähig ist. Eine solche Automatisierungslösung mit beweglichen Gliedern wurde am Fraunhofer IWU entwickelt.
Smart-FLUOX: Entriegelung von Sauerstoffmasken
Kommt es während eines Flugs in der Kabine zu einem Druckabfall, fallen Sauerstoffmasken aus der Kabinendecke. Jede Maske wird über einen separaten Mechanismus entriegelt. Bisher erfolgt dies über einen Aktor, der elektronische Signale in mechanische Bewegung umsetzt. Welches Potenzial in Smart Materials hinsichtlich der Reduktion von Bauraum und Gewicht steckt, wird am Beispiel Smart-Fluox deutlich. Mit dieser neuartigen Entriegelungsaktorik für Sauerstoffmasken in Flugzeugen kann u.a. das Gewicht um 90 Prozent reduziert werden - bei gleicher Funktionalität.
Titan effizienter zerspanen
Vor allem der Flugzeugbau braucht effizientere Wege für die Titanzerspanung. Wegen der hohen thermomechanischen Werkzeugbelastung und des somit auftretenden Werkzeugverschleißes können die Teile nur mit sehr niedriger Geschwindigkeit bearbeitet werden. Die oft sehr dünnwandigen Komponenten sind außerdem hohen Zerspankräften ausgesetzt. Unsere Wissenschaftler suchen nach der jeweils idealen Kombination von Werkstoffeigenschaften, Schneidstoffen, Werkzeuggeometrie und Prozessparametern für eine Hochleistungsbearbeitung von Titan. Numerische Simulationen zum thermischen und mechanischen Verhalten der Bauteile und Werkzeuge liefern dafür wichtige Aussagen. Alternative Kühlmittelkonzepte tragen bei, Spanformen, Spanlängen und Spanabfuhr zu optimieren. Im Zusammenspiel aller Faktoren ist es gelungen, Ansätze für eine schnellere Bearbeitung von Titan-Bauteilen, u. a. mittels 5-Achs-Simultan-Fräsen, bei gleichbleibender Oberflächenqualität zu finden.