Forschungsprojekt
AutoHD - Automatisiertes Handhaben und Drapieren

 

Für die mittelständische Zuliefererindustrie des Fahrzeug- und Maschinenbaus bedeutet die Herstellung von technisch anspruchsvollen faserverstärkten Kunststoffen (FVK) ein wichtiges und wirtschaftlich lohnendes Betätigungsfeld. Die weitere Verbreitung von FVK scheitert jedoch bisher am geringen Automatisierungsgrad der Produktion. Eine Schlüsselrolle für die Etablierung von FVK in Großserienanwendungen kommt daher der automatisierten Handhabung dieser Materialien zu. Bemühungen, den Handhabungsprozess zu automatisieren, scheitern bislang an den hohen Anforderungen an die Technik und an fehlenden Kenntnissen über das Verhalten biegeschlaffer Halbzeuge. Aus der bisherigen manuellen Fertigung resultieren lange Prozesszeiten, geringe Reproduzierbarkeiten sowie hohe Herstellungskosten. Zur Qualitätssicherung werden oft nur grobe Schablonen aufgelegt, die die hohen Anforderungen an die Faserorientierung nicht zuverlässig garantieren können.

Ziele

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer automatisierten Handhabungs- und Umformungstechnologie für Verstärkungsfaserhalbzeuge zur Serienfertigung mehrachsig gekrümmter Strukturbauteile aus faserverstärktem Kunststoff. Die Hauptaufgabe des Vorgehens liegt dabei in der gezielten Kombination aus Drapiersimulation, materialgerechter Ausnutzung der Biegeschlaffheit von Verstärkungstextilien, eines mehraxial drapierenden Endeffektors und der in den Prozess integrierten Qualitätsregelung. Die Teilziele des Projekts sind:

  • Ermittlung von qualitativen Ursache-Wirkbeziehungen zwischen dem Drapieren und dem auftretenden Faserverzug bzw. Faserschädigungen, echtzeitfähige Fehlererfassung und Qualitätsbewertung zur Prozesslaufzeit,
  • Standardisierung der Anforderungen an Qualitätssicherungssysteme und der zu prüfenden Fehlerkriterien,
  • Ausnutzung der biegeschlaffen Eigenschaften der Halbzeuge bei der Handhabung
  • Entwicklung eines Endeffektors zur mehraxialen Drapierung,
  • Auswahl eines Greifsystems zur Aufnahme textiler Halbzeuge ohne Faserschädigungen,
  • Entwicklung der Vorgehensstrategien und -regeln zur Faltenbehebung,
  • Entwicklung der Regelungslogik zur faltenfreien Drapierung und Integration eines optischen Sensorsystems.

Ihr Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Philipp Kosse
+49 241 80-24181
p.kosse@wzl.rwth-aachen.de