Montagetechnologien

Montieren, Kleben, Dichten und Shimmen – industriegerecht automatisiert

 

Expertise Klebtechnik

Das Fraunhofer IFAM verfügt über umfassendes Know-how und jahrzehntelange Erfahrung im Bereich des teilautomatisierten oder vollautomatisierten klebtechnischen Fügens bei hoher Prozesssicherheit und Langzeitbeständigkeit der Klebverbindung.

 

Vom Konzept bis zur Großanlage

Entsprechend den Anforderungen des Kunden und in enger Abstimmung mit diesem erarbeiten die Wissenschaftler Fügeprozesse für Leichtbaustrukturen bis in den 1:1- Maßstab und entwickeln optimal abgestimmte integrierte Fertigungs- und Anlagenkonzepte bis hin zu produktionsfähigen Großanlagen. Sie lösen aktuelle Herausforderungen wie die deutliche Beschleunigung von Montageabläufen über eine Reduzierung der Aushärtezeiten der Klebstoffe bis zur Automatisierung der Prozesse bei gleichzeitiger Kostenersparnis. Als Teil der Montage entwickeln die Forscher zudem maßgeschneiderte Applikationsprozesse für Dichtstoffe (Sealant) und Spaltfüllmassen zum Justieren (Shim) zusammen mit der zugehörigen Auftragseinheit, meist in Form eines robotischen Endeffektors.

 

Berücksichtigung der Klebstoffeigenschaften

Bei der Automatisierung bisher manuell ausgeführter Prozesse, bei denen der Klebstoff beibehalten werden soll, erarbeiten die Wissenschaftler weitere Lösungen: Dazu gehört die Automatisierung komplexer Handgriffe ebenso wie das automatisierte Fördern, Mischen und Dosieren von Klebsystemen, die nicht für die automatisierte Verarbeitung entwickelt wurden.

Automatisierte Montage

© Foto Fraunhofer IFAM

Automatisiertes Fügen kleiner Bauteile auf Flugzeug-Rumpfschalen.

© Foto Fraunhofer IFAM

Anlage zur automatisierten Montage von Flugzeugrümpfen.

Herausforderung automatisierte Großstrukturmontage

Die automatisierte Verarbeitung von Klebstoffen und Dichtstoffen bzw. Spaltfüllmassen in der Großstrukturmontage erfordert andere Lösungsstrategien als die Großserienfertigung kleinerer Produkte:

  • Sämtliche Arbeitsschritte müssen sich den tatsächlichen Geometrien der Bauteile, die meist eine geringe Maßhaltigkeit aufweisen, anpassen. Je nach Aufgabenstellung werden dazu verschiedene Referenzierungsstrategien verwendet, von der lokalen Referenzierung auf dem Bauteil bis hin zur globalen Referenzierung aller Prozesselemente.
  • Der Prozess beginnt mit einer qualitätsgesicherten Oberflächenbehandlung, die trotz der Bauteiltoleranzen flächengenau reinigt, abträgt oder aktiviert, ohne dass die ungeschützte Umgebung der Fügezone beeinträchtigt wird.
  • Ein weiterer wesentlicher Unterschied liegt in der Beherrschung differierender Spaltmaße. Die Experten für Automatisierung und Produktionstechnik des Fraunhofer IFAM haben Technologien entwickelt, mit denen sie Spaltmaße automatisiert bestimmen und Klebstoffe bzw. Dichtstoffe oder Füllmassen so auftragen können, dass eine vollständige Spaltfüllung mit definiertem Austritt sichergestellt wird.
  • Beim Fügen von Bauteilen mit ausgedehnten Klebflächen spielt das Aufbringen und Ableiten von Fügekräften eine große Rolle, die insbesondere bei viskosen Klebstoffen extrem schnell anwachsen. Um ein leichtes und flexibel wandelbares Anlagenlayout zu erzielen, entwickelt das Fraunhofer IFAM dafür kleinräumig wirkende Aktuatoren und verzichtet auf die übliche schwere Stahlrahmenbauweise
  • Ein zusätzlicher Arbeitsschwerpunkt ist die beschleunigte Aushärtung von Klebstoffen, die Durchlaufzeiten reduziert und die geklebte Komponente sofort fixiert

Für die Realisierung und Evaluierung von Großanlagentechnik bis zum 1:1-Maßstab steht den Fraunhofer IFAM-Forschern in Stade eine 80 x 50 Meter große Halle mit 25 Metern Höhe zur Verfügung.

 

Qualitätsgesichertes Fügen

Komplettiert wird das Angebot durch prozessimmanente und begleitende Maßnahmen zur Qualitätssicherung, wie zum Beispiel die Prüfung mit Oberflächensensoren oder Kameras.