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Therm-O-Plan – Automatisiert optimierende Bahnplanung und wärmebildgestützte Überwachung für Automated-Fiber-Placement-Prozesse

Laufzeit:01.5.2015 – 30.04.2017
Förderung:ZIM
Kontakt:voeltzerifw.uni-hannover.de

Bild Therm-O-Plan – Automatisiert optimierende Bahnplanung und wärmebildgestützte Überwachung für Automated-Fiber-Placement-Prozesse

Ziel des beantragten FuE-Vorhabens ist es, die Planungsaufwände zur Herstellung von Leichtbau-Strukturbauteilen im Automated-Fiber-Placement-Prozess durch eine neue, automatisierte Bahnplanungs- und -optimierungsmethode deutlich zu reduzieren. Zudem soll in dem beantragten Vorhaben die Prozesssicherheit des komplexen Herstellprozesses durch ein zu entwickelndes und durch die Bahnplanung parametriertes, prozessinhärentes Thermografie-Qualitätsanalysesystem deutlich gesteigert werden.

Zur Verfolgung dieser übergeordneten Zielsetzung verfolgen die Partner unterschiedliche Teilziele und Aufgaben. Die Automation Technology GmbH entwickelt ein thermografisches Überwachungsmodul, welches abgeleitet von für den AFP-Prozess charakteristischen Wärmebildern Prozessbilder und Online-Fehler/-qualitätsmerkmale ermittelt. In der vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) zu entwickelnden Prozessbewertung werden diese Größen mit weiteren Daten des Fertigungssystems zusammengeführt. Basierend auf der optimierten Prozessplanung durch die SWMS Systemtechnik Ingenieurgesellschaft mbH werden lokale Fertigungstoleranzen in Anhängigkeit von der Maschine und dem Legeprozess abgeleitet. Anhand dieser lokalen Toleranzen erfolgt eine Fehlererkennung und Klassifizierung im Legeprozess. Detektierte Fehler werden in einem ortsaufgelösten Fehlerprotokoll dokumentiert und einer anschließenden Qualitätsprüfung des Bauteils zur Verfügung gestellt. Um Fehler in nachfolgenden Legeprozessen desselben Bauteils oder neuer Bauteile zu vermeiden, wird ein Erfahrungsspeicher angelegt, welcher Fehler mit Prozess- und Geometriekenngrößen verknüpft. Die SWMS mbH wird anhand von Strukturanforderungen automatisiert Fertigungsvorgaben für einen zu planenden AFP-Prozess ableiten und das gesammelte Prozesswissen zur Optimierung von Ablegepfaden einsetzen. Die prototypische Umsetzung und Erprobung der Methoden erfolgt an einem im CFK Nord (Stade) bestehenden AFP-Experimentalsystem, einem roboterbasierten Legesystem inkl. CFK-Legekopf und mit Kuka-CNC-Steuerung.

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