Technologien für die automatisierte Fertigung von Faser-Metall-Laminaten

Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurde erstmalig ein Versuch zum vollautomatischen Coil-Anodisieren mit der luftfahrtspezifischen Aluminiumlegierung AA2024-T3 durchgeführt. Dabei ergab sich, dass sowohl die Klebfestigkeiten im Schältest als auch die Korrosionsschutzeigenschaften (Blank- und Filiformkorrosion) der Coil-anodisierten Bleche vergleichbar mit den Werten der PSA-anodisierten Bleche sind. Als effiziente und umweltschonendere Alternative zu nass-chemischen Vorbehandlungsverfahren konnte ein lasergestützter Abtrag mit einer Flächenrate von circa 1 m²/min ohne signifikante thermische Beeinflussung des Grundmaterials gezeigt werden. Die vorbehandelten Bleche ließen sich anschließend mit neuen Festkörperlasern zu Zuschnitten mit qualitativ hochwertigen Schnittkanten weiterverarbeiten. Der für den automatisierten Laminataufbau entwickelte Klebfilmendeffektor ermöglicht eine präzise, qualitätsgesicherte und automatische Ablage von Klebfilmen mit wenigen mm bis hin zu 50 m auf ebenen, gekrümmten oder doppelt gekrümmten Oberflächen. Das Applikationsverfahren bietet über die bereits erzielten 13 m/min hinaus ein großes Potenzial für noch höhere Ablagegeschwindigkeiten. Mit leichten Modifikationen können neben Klebfilmstreifen auf Aluminiumoberflächen auch weitere Materialien auf anderen Bauteiloberflächen präzise mit dem Klebfilmendeffektor ablegt werden, sofern diese als Rollenware bereit stehen. Mittels einer Zwei-Schritte-Kompensation lassen sich mit den offline programmierten kooperierenden Robotern die 6 m langen Versteifungselemente (Stringer) mit einer Genauigkeit von ± 1,90 mm reproduzierbar in einer Null-Fehler-Produktion integrieren. Das Kompensationsverfahren ist sinnvoll für Prozesse, bei denen Roboter auf einer Linearachse schwere Lasten bewegen und zugleich eine sehr hohe Genauigkeit gefordert ist.