Adaptive Fügespaltvermessung

In allen Füge- und Dichtprozessen in der Fertigung sind die Vermessung und das Verständnis vorhandener Spalte zwischen Bauteiloberflächen entscheidend. Die genaue Charakterisierung der Spalte trägt erheblich dazu bei, optimale Verbindungen zwischen den Oberflächen der zu verbindenden Komponenten zu erreichen. Das Fraunhofer IFAM in Stade hat hierfür eine neuartige automatisierte Methode entwickelt, die vorab eine präzise Aufzeichnung von Spalten und Oberflächentopographien ermöglicht und dadurch die nachfolgende individuelle Kompensation der Spalte optimiert. Dieser Fortschritt verbessert nicht nur die Effizienz und Qualität des Füge-, Dicht- bzw. Montageprozesses, sondern reduziert auch den zeitlichen Aufwand für manuelle Anpassungen erheblich. 
 

Präzise Spaltvermessung für eine effiziente und qualitativ hochwertige Montage …

In Montageprozessen, die das Füllen von Spalten und die nahtlose Verbindung zweier Komponenten erfordern, ist die Vermessung dieser Spalte entscheidend, um

• die exakte individuelle Spaltfüllmenge ermitteln und applizieren zu können,
• unerwünschte Spannungsentwicklung zu verhindern,
• Schäden durch Korrosion vorzubeugen und
• die bisherigen arbeitsintensiven, mühsamen, manuellen Anpassungen der Komponentenoberflächen zu reduzieren, die speziell qualifizierte Arbeitskräfte erfordern.
   

… insbesondere bei Faserverbundkunststoffen (FVK)

Bei FVK sind – materialbedingt – die Abweichungen der zu fügenden Komponenten von der Sollform oft ausgeprägter und vielfältiger als bei anderen Materialien, sodass standardisierte herkömmliche Kompensationsmethoden nicht mehr ausreichen. Deshalb sind insbesondere hier die neuartigen Entwicklungen des Fraunhofer IFAM von großem Vorteil.
 

In einem automatisierten Arbeitsgang: von der Spaltvermessung bis zur kontrollierten, präzisen und individuellen Spaltkompensation

Zur Erhöhung von Effizienz und Qualität des Montageprozesses setzen die Expertinnen und Experten für Automatisierung und Produktionstechnik ein Verfahren zur 3D-Oberflächenmessung ein. Durch fortschrittliche laserbasierte Messsysteme lassen sich die dreidimensionalen Oberflächendaten der zu verbindenden Bauteile erfassen und so die räumlichen Spalte zwischen den Oberflächen präzise berechnen, bewerten und quantifizieren. Die gewonnenen Spaltinformationen werden anschließend genutzt, um diese Spalten präzise mit Klebstoff bzw. Dichtungsmaterial zu füllen, wodurch sich eine optimale Verbindung der montierten Komponenten sicherstellen lässt.

Die gewonnenen Spaltdaten dienen als Grundlage für den unmittelbar folgenden Auftrag von Füllmaterialien in der optimalen Auftragsmenge am individuellen Ort. So tragen sie zur Optimierung der montierten Strukturen bei.

Abhängig von Bauteil- und Materialtyp erfolgt die Füllung u.a. durch

• Dosierung von pastösen Klebsystemen
• mehrlagigen Auftrag von Klebfilmen
• Aufbringung von thermoplastischem Matrixmaterial durch Extrusion oder 3D-Druck

Erprobte Technologie mit Zukunftspotenzial

Das Fraunhofer IFAM entwickelt diese Technologie kontinuierlich weiter, um die Messungen verschiedenster Oberflächentypen mit verbesserter Genauigkeit, Präzision und Zuverlässigkeit zu ermöglichen. Die Methode wurde bereits erfolgreich in unterschiedlichen industriellen Anwendungen validiert, darunter:

• Flugzeugbau
• Schienenfahrzeugbau
• Nutzfahrzeugbau
• Windenergieanlagenbau

Darüber hinaus bietet die Technologie vielversprechendes Potenzial für zahlreiche weitere Branchen, wie beispielsweise die Medizintechnik und die maritime Industrie.
 

Automatisierung und Robotik für die Großstrukturfertigung

Automatisierung und Robotik gehören zu den Kernkompetenzen des Fraunhofer IFAM. Die Außenstelle in Stade entwickelt praxisnahe Technologien zur automatisierten Bearbeitung und Montage von Großstrukturen im 1:1-Maßstab.