Das Projekt im Überblick
MAI iSPAN ist eine mehrjährige internationale Forschungsinitiative, die eine der hartnäckigsten Herausforderungen der Serienfertigung von CFK (kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff) angeht: das präzise, saubere und skalierbare Besäumen endkonturnaher Verbundbauteile.
ARRTSM war als industrieller Engineering-Partner beteiligt und brachte Robotikintegration, autonome Bearbeitungsstrategien und Know-how im Trockenbesäumen ein.
Die Herausforderung
Die Serienfertigung von CFK-Bauteilen wird durch mehrere grundlegende Einschränkungen gebremst:
- Überschüssiges Harz an den Kanten
- Unpräzises Besäumen, das Nacharbeit und Ausschuss verursacht
- Starke Abhängigkeit von kühlmittelintensiven Prozessen
- Umweltbelastung durch Abfallmaterial und Flüssigkeiten
Herkömmliche Besäumverfahren tun sich schwer, Präzision, Geschwindigkeit und Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen, besonders im industriellen Maßstab.
Die Rolle von ARRTSM
ARRTSM brachte zentrale Kompetenzen in mehreren Bereichen ein:
- Entwicklung von Prozessen für das trockene CNC-Besäumen
- Integration robotischer Bearbeitungssysteme
- Entwicklung und Validierung in Pilotprojekten und Versuchen
- Abstimmung der Besäumabläufe auf Konzepte der autonomen Fertigung
Diese Beiträge ermöglichten den Schritt von der Laborforschung zu industriereifen Besäumlösungen.
Motivation und Hintergrund
Ziel des Konsortiums MAI iSPAN war es, die endkonturnahe CFK-Fertigung zu ermöglichen, den Nachbearbeitungsaufwand zu senken und zugleich Qualität und Nachhaltigkeit zu verbessern.
Dazu wurden fortschrittliche Besäumverfahren untersucht und validiert, darunter:
- Trockene CNC-Bearbeitung
- Laserbesäumen
- Wasserstrahlschneiden
Jedes Verfahren wurde auf Skalierbarkeit, Präzision und ökologischen Fußabdruck bewertet.
Die wichtigsten technischen Durchbrüche
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Trockenes CNC-Besäumen:
Neuartige Werkzeugbahnen verringerten den Kühlmittelbedarf und damit Emissionen und Abfall. -
Bessere Oberflächenqualität:
Optimierte Besäumstrategien lieferten sauberere Kanten und engere Toleranzen. -
Weniger Ausschuss:
Geringerer Materialabtrag verbesserte Ausbeute und Materialeffizienz.
Zusammen senkten diese Fortschritte die ökologischen und betrieblichen Kosten des CFK-Besäumens deutlich.
Externe Bestätigung
„Die Partnerschaft im Projekt MAI iSPAN hat ARRTSM in die Lage versetzt, präzisionsorientierte Besäumautomatisierung zu liefern, die den künftigen Anforderungen der Industrie entspricht.“
— Projektleitung, Konsortium MAI iSPAN
Strategische Bedeutung für ARRTSM
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Robotikintegration:
Die Besäumprozesse fügen sich nahtlos in die autonomen Fertigungssysteme von ARRTSM ein. -
Kosten und Nachhaltigkeit:
Weniger Ausschuss und Kühlmittel verbessern sowohl die wirtschaftliche als auch die ökologische Bilanz. -
Reichweite in der Industrie:
Die Zusammenarbeit mit Partnern wie BMW, dem Fraunhofer IPA und internationalen Forschungseinrichtungen festigt die Position von ARRTSM in einem erstklassigen Engineering-Netzwerk.
Projektdaten
- Laufzeit: 1. Januar 2019 – 31. Dezember 2021
- Budget: 2,0 Millionen Euro
- Koordination: Fraunhofer IPA (Andreas Gebhardt)
Konsortialpartner (Auswahl)
ARRTSM, BMW, Dynamic Robotic Solutions (DE/USA), Fraunhofer IPA, Hochschule Augsburg, Hufschmied, IACMI (USA), Michigan State University, SGL Carbon, TRUMPF, Universität Augsburg, Voith HySTech, technotrans AG, Reichenbacher und weitere.
Fazit
MAI iSPAN ist ein entscheidender Schritt hin zu einer skalierbaren, nachhaltigen CFK-Fertigung. Mit seinen Beiträgen half ARRTSM, fortschrittliche Forschung zum Besäumen in praxistaugliche, autonome Lösungen zu überführen: weniger Abfall, mehr Präzision und eine stärkere industrielle Zukunft der Verbundwerkstofffertigung.