OSFIT | One-Shot-Fully-Integrated-Thermoplastic-Frame

Effiziente Gesamtprozesskette zur Herstellung von integralen, thermoplastischen Composite Flugzeugspanten

Composite-Strukturen können heute hinsichtlich Herstellungskosten und Zykluszeiten noch nicht mit einer konventionellen Metallbauweise konkurrieren. Daher soll im Projekt OSFIT eine kosteneffiziente Prozesskette für Composite-Flugzeugspante mit kurzen Zykluszeiten realisiert werden.

Das Verbundprojekt OSFIT »One-Shot-Fully-Integrated-Thermoplastic-Frame« (FKZ: 20W1706D) umfasst die Entwicklung einer serientauglichen Gesamtprozesskette für einen Composite Flugzeugspant mit thermoplastischer Matrix.

 

Thermoplastisches Automated-Fiber-Placement (T-AFP)

Die Kernkompetenz des Fraunhofer IGCV ist dabei der Legeprozess des thermoplastischen Automated-Fiber-Placement (T-AFP). Damit können zweidimensionale Thermoplastgelege (Preforms) hergestellt werden. Die Herausforderungen liegen dabei in der virtuellen Legepfandgenerierung, dem thermoplastischen Matrixwerkstoff sowie der Stabilität und notwendigen Zykluszeit des Gesamtprozesses. Ziel ist die Entwicklung einer zuverlässigen und trotzdem hochautomatisierten Legetechnologie, welche hinsichtlich der Folgeprozesskette optimiert ist.

Zweidimensionaler Thermoplastischer Automated Fiber Placement (TAFP) Prozess am Fraunhofer IGCV
© Fraunhofer IGCV
Zweidimensionaler Thermoplastischer Automated Fiber Placement (TAFP) Prozess am Fraunhofer IGCV
Detailansicht in den »Nippoint« während des TAFP-Prozesses mit Laseraktivierung
© Fraunhofer IGCV
Detailansicht in den »Nippoint« während des TAFP-Prozesses mit Laseraktivierung
Detailansicht des TAFP-Prozesses in 90°-Orientierung
© Fraunhofer IGCV
Detailansicht des TAFP-Prozesses in 90°-Orientierung

One-Shot Konzept

Der Konsolidierungsgrad der Preforms spielt hierbei eine entscheidende Rolle: Die endkonturnahe 2D-Preform wird nach der Ablage durch Pressumformung in die Endgeometrie überführt. Das Fügen von Versteifungs- und Anbindungselementen soll in den Pressprozess integriert werden, wodurch nachträgliche Fügeschritte entfallen. Am Ende der Prozesskette steht die Montage. Bauteilspezifische Toleranzen werden mittels einer automatisierten Geometrieerfassung und additiver Fertigungsverfahren ausgeglichen.

Industrialisierungskonzepte 

Diese hochautomatisierte Gesamtprozesskette, vom Tape-Material bis zur Montage im Flugzeug, soll durch die Optimierung und Abstimmung der Einzelprozesse sowie die Integralbauweise der Spante Fertigungszeit und -kosten einsparen. So werden neue Industrialisierugskonzepte ermöglicht und entwickelt.

Zusammenarbeit

Wir finden gerne eine individuelle Lösung für Ihr Anliegen.

Branchenlösungen

Die Schlüsselbranchen des Fraunhofer IGCV:

  • Maschinen- und Anlagenbau
  • Luft- und Raumfahrt
  • Automotive und Nutzfahrzeuge

Kompetenzen

Wir gestalten den Weg in die Zukunft des effizienten Engineerings, der vernetzten Produktion und der intelligenten Multimateriallösungen.

Referenzprojekte

Zur Übersicht der Referenzprojekten am Fraunhofer IGCV.