Automatisierungslösungen

Keine Serienfertigung ohne Automatisierungslösungen

11.05.12 | Redakteur: Jan Vollmuth

Frank Peters, Sprecher des Forums Composite Technology und Mitglied der Geschäftsführung von KraussMaffei Technologies.
Frank Peters, Sprecher des Forums Composite Technology und Mitglied der Geschäftsführung von KraussMaffei Technologies. (Bild: VDMA)

In Frankfurt trafen sich Mitglieder des VDMA Forums Composite Technology und der Partnerorganisationen AVK, Carbon Composites e.V. und CFK Valley Stade e.V. erstmalig zum Gedankenaustausch. Im Mittelpunkt der Veranstaltung stand die Zusammenarbeit von Maschinen- und Anlagenbau mit den Anwenderindustrien von Faserverbundwerkstoffen und unter den zugehörigen Netzwerken.

„Nur gemeinsam können mit vertretbarem Aufwand Automatisierungslösungen in der Fertigung entlang der gesamten Prozesskette erarbeitet werden, die dann zur notwendigen Kostenreduktion bei den Endprodukten beitragen“, erklärte Frank Peters, Sprecher des VDMA Forums Composite Technology und Mitglied der Geschäftsführung KraussMaffei Technologies GmbH, anlässlich der Veranstaltung „Composite Serienfertigung – branchenübergreifend automatisieren“, am Montag in Frankfurt.

Mitglieder des VDMA Forums Composite Technology und der Partnerorganisationen AVK, Carbon Composites e.V. und CFK Valley Stade e.V. trafen sich erstmalig zum Gedankenaustausch. Peters unterstrich in seiner Begrüßung vor Industrievertretern und Wissenschaftlern die hohe Bedeutung einer guten Zusammenarbeit von Maschinen- und Anlagenbau mit den Anwenderindustrien von Faserverbundwerkstoffen und unter den zugehörigen Netzwerken. Über 150 Teilnehmer diskutierten Automatisierungsansätze und Anforderungen an den Maschinen- und Anlagenbau und betonten den gewinnbringenden Wissenstransfer für notwendige gemeinsame Entwicklungen.

Prof. Dr.-Ing. Klaus Drechsler, Lehrstuhl für Carbon Composites, TU München, wies in seinem Plenarvortrag zu den Herausforderungen der Automatisierung auf das höchste Leichtbaupotenzial von carbonfaser-verstärkten Kunststoffen (CFK) unter allen Werkstoffsystemen hin, mit denkbaren 90 Prozent an Prozesskosteneinsparungen. „Ein Einsatz von CFK in der Großserienproduktion erfordert allerdings noch erhebliche Forschungsanstrengungen von den Materialwissenschaften über die Strukturmechanik bis zur Prozesstechnik. Automatisierungslösungen der Maschinen- und Anlagenbauer sind dabei entscheidende Impulsgeber im Hinblick auf eine Industrialisierung“, berichtete Drechsler.

In allen Industriezweigen herrscht derzeit eine weitgehend manuelle Fertigung vor. Für die Luftfahrtindustrie oder auch im Rennsport werden in der Regel nur CFK-Bauteile in Kleinserie aber mit hohen Qualitätsanforderungen benötigt. Prof. Axel S. Herrmann, Airbus Operations, ergänzte: „In der Luftfahrtindustrie hat sich der Einsatz von Hochleistungsfaserverbunden mittlerweile mit hohen Qualitätsstandards etabliert. Die Erfahrungen aus dieser Kleinserien- und Großbauteilfertigung können auch in andere Branchen transferiert werden.

Erhebliche Synergien ergeben sich mit dem Automobilbau, da auch im Flugzeugbau - etwa für die nächsten Single Aisle Flugzeuggenerationen - in der Einzelteilfertigung ähnlich hohe Stückzahlen wie im Automobilbau zu fertigen sind. Hochautomatisierte Fertigungsverfahren sind zu entwickeln, um Kosten und Qualität sicher zu stellen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein breit angelegter Wissenstransfer unter allen Netzwerken weltweit notwendig.“

Leichtbau ist auch nachhaltige Ressourcenschonung

Gänzlich anders muss die Composite-Bauteilfertigung ausgelegt sein, wenn zum Beispiel in der Automobilindustrie in Großserie produziert werden soll, betonte Heinrich Timm, AUDI AG. „Leichtbau ist weit mehr als Verbrauchs- und Emissionsreduzierung. Leichtbau ist auch nachhaltige Ressourcenschonung und Fahrsicherheit. Leichtbau steht deshalb mehr denn je im Focus und beflügelt Konzepte in Materialmischbauweise von Stahl über Alu bis zu den Faserverbundwerkstoffen. Den besten Werkstoff für den jeweiligen Funktionsanspruch in kleinstmöglicher Menge am richtigen Platz, das ist der Weg zum wirtschaftlichen Leichtbau. Für die Serienfertigung sind dafür Fertigungs- und Fügeverfahren zu entwickeln und zu automatisieren. Der heute im VDMA praktizierte Austausch von Anwenderindustrien mit dem Maschinen- und Anlagenbau ist dafür äußerst wichtig.“ Gerade in den nächsten Fahrzeuggenerationen kommen zunehmend Leichtbauteile zum Einsatz, um insbesondere bei Elektrofahrzeugen Batteriegewicht zu kompensieren und insgesamt Flottenverbräuche zu senken.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) dominieren langfristig

Mengenmäßig werden glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) noch lange Zeit den Markt der Faserverbundwerkstoffe dominieren. Das wichtige Segment des Windkraftanlagenbaus verbaut bei wachsenden Rotordurchmessern allerdings verstärkt GFK zusammen mit CFK, um Verbesserungen zu erreichen. Entsprechend geschulte Mitarbeiter zur Umsetzung fehlen in allen Anwendungsbereichen, teilte Dr. Rolf Bütje, Nordex, auf der Veranstaltung mit. „Windkraftanlagen mit zunehmendem Rotordurchmesser im On- und Offshore-Segment unterliegen immer höheren Leistungsanforderungen. Neue Bauweisen, Werkstoffe und Auslegungskonzepte können das Gewicht der Rotorblätter reduzieren und deren Stabilität erhöhen. Simulationswerkzeuge und automatisiert gefertigte Produktqualitäten sind dazu wichtige Bausteine, damit deutsche Anbieter auch weiterhin die marktführende Position innehaben. Hier ist Know-how aus der gesamten Composite-Industrie gefragt, wie sie heute versammelt ist“, so Bütje.

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