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#Neues aus der Industrie
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Die Flügel von morgen bauen
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Mike Richardson besucht das National Composites Centre, um zu sehen, wie die neue hochratige Abscheidungszelle der Anlage die Zukunft der Produktion von Flugzeugflügeln revolutionieren wird.
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Das NCC hat seine Türen geöffnet, um zu demonstrieren, dass es sich nach eigenen Angaben um die fortschrittlichste Verbundwerkstoff-Fertigungskapazität der Welt handelt. Sein neuestes Kernstück sind Roboter, die in einer so genannten High Rate Deposition Cell arbeiten, die in einer einzigen Bewegung 5 m breite und bis zu 20 m lange Verbundstoffschichten aufbringen kann. Nach Angaben des NCC wird die Zelle die Herstellung von Flugzeugtragflächen revolutionieren, die Anzahl der Einzelkomponenten reduzieren und die Produktionsrate erhöhen.
Aufgrund der schieren Größe der Fertigungszelle - in der Automatisierungstechnik von Güdel, Coriolis und Loop Technology zum Einsatz kommt - sind die beiden Brücken 7 m hoch und 13 m breit und laufen auf einer 26 m langen Schiene, wobei zwei riesige Roboterarme auf 0,2 mm genau positioniert sind.
Die ausgestellten Technologien, die zum Teil vom Institut für Luft- und Raumfahrttechnologie in Zusammenarbeit mit der Local Enterprise Partnership und dem High Value Manufacturing Catapult finanziert werden, demonstrieren ein ehrgeiziges, 36,7 Millionen Pfund teures Investitionsprogramm (iCAP) zur Bereitstellung von zehn digitalen Technologien und Teams von Fachingenieuren, die alle unter einem Dach arbeiten, um ein einzigartiges Testgelände für Verbundwerkstoffe für die Industrie aufzubauen.
Eine digital glänzende Zukunft
Ein großes iCAP-Projekt ist mit dem Programm "Flügel von morgen" verbunden. An dieser Partnerschaft, die von Airbus ins Leben gerufen wurde, sind eine Reihe von Unternehmen beteiligt, darunter Spirit AeroSystems und GKN. Nachdem wir nun also eine Demonstration gesehen haben, wie alles zusammenhängt, was kommt als nächstes auf die NCC zu und werden die produzierten Teile ernsthaft hergestellt?
"Es mag wie eine Zelle im industriellen Maßstab aussehen, aber in Wirklichkeit handelt es sich um die erste Generation von Zellen mit hoher Abscheidungsrate", beginnt der Chief Technology Officer des NCC, Enrique Garcia. "Als wir anfingen, über das Design der Zelle nachzudenken, wollten wir, dass sie wirklich flexibel ist", sagt Enrique Garcia, Chief Technology Officer des NCC. Obwohl wir uns auf die Umsetzung des Programms "Wing of Tomorrow" konzentrieren, wollen wir sicherstellen, dass wir darüber hinaus die Flexibilität und die Möglichkeiten haben, auch in anderen Sektoren zu arbeiten.
"Wir erwarten einen enormen Wissenszuwachs - sowohl von den Fertigungsprozessen als auch von den Design- und Simulationswerkzeugen, aber ich würde auch erwarten, dass jeder Luft- und Raumfahrt-OEM, der diese Technologie weiter entwickelt, tatsächlich eine Lösung spezifiziert, die besser auf seine Bedürfnisse zugeschnitten ist. Die Herstellung einer Tragflächenabdeckung zum Beispiel wird wahrscheinlich nicht so viel von der "Schnickschnack"-Technologie erfordern, d.h. der Datenerfassung und Datenprotokollierung, die das NCC bieten kann. Stattdessen könnte es Spielraum für die Entwicklung der nächsten Generation von Endeffektoren (Köpfen) geben, die vielleicht etwas leistungsfähiger sind. Wir entwickeln in erster Linie die Technologie, und wenn sie in Produktion gehen muss, wird es die zweite Generation der Produktionszelle sein. Das NCC kann diese Art von Risiken eingehen, um zu sehen, ob wir es möglich machen können, es realisierbar und kommerziell verfügbar zu machen, und dann im Wesentlichen darauf abzielen, die Risiken für unsere Kunden bei Investitionen in diese Art von Technologie zu minimieren"
Es besteht also kein Zweifel, dass dies die Art von aufregenden Dingen ist, die mich fragen lässt, ob alle Flugzeugflügel von morgen in Zukunft auf diese Weise hergestellt werden?
"Wir werden sehen", so Garcia. "Auch im traditionellen Metallflügelbau hat es eine Menge Entwicklungen gegeben, die tatsächlich mit dem konkurrieren werden, was wir hier entwickeln. Die Verklebung verschiedener Flügelteile wird es auch weiterhin geben, aber im Hinblick darauf, wie Verbundwerkstoffe mit ihrem traditionellen metallischen Pendant konkurrieren werden, werden wir hoffentlich dafür sorgen, dass Verbundwerkstoffe die bevorzugte Technologie ihrer Wahl für Flügel sind.
"Wir suchen auch nach Out of Autoclave (OoA)-Lösungen - was das Richtige ist, wenn es um sehr hohe Produktionsraten geht, aber vielleicht ist dies nicht die richtige Technologie für jedes Flugzeugprogramm. Vielleicht bedeutet es, dass die Verwendung der traditionelleren Verbundwerkstoffe und die Art und Weise, wie sie bisher hergestellt wurden, sich als praktikabler erweisen könnten. Der wirklich interessante Aspekt bei all dem ist, dass wir etwas entwickeln, das sehr hohe Produktionsraten für Single-Aisle-Passagierflugzeuge ermöglichen wird. Wir eröffnen auch die Möglichkeit, dies über Single-Aisle-Flugzeuge hinaus zu nutzen, indem wir eine andere Art von Technologie entwickeln, aus der wir wählen können
Erfassen Sie das gesamte Wissen
Mich interessiert, wie die Arbeit des NCC dazu beiträgt, die Industrie in die Lage zu versetzen, durch die Vernetzung von Geräten intelligent und vernetzt zu werden und die Daten des Fertigungsprozesses effektiv zu speichern. Sind Digitalisierung und Automatisierung auch "dunkle Künste", da die Kunden nicht immer die langfristigen Vorteile und die Amortisation verstehen?
"Wenn Sie die Vorteile von Verbundwerkstoffen wirklich voll ausschöpfen wollen, müssen Sie Design und Fertigung von Anfang an miteinander verbinden. Beim Digital Engineering geht es darum, die Verwendung von Verbundwerkstoffen zu entmystifizieren und einem breiteren Publikum wirklich zugänglich zu machen. Wir versuchen sicherzustellen, dass wir durch Automatisierung die Zuverlässigkeit erhalten und durch Digital Engineering das Wissen der Menschen erfassen, die über viel Erfahrung verfügen. Es geht darum, diese Daten zu erfassen und sie in Werkzeuge zu übersetzen, die auch Menschen mit viel weniger Composite-Wissen schnell nutzen können.
"Wir wollen diese digitalen Technologien und Werkzeuge entwickeln, die es Ihnen - ohne notwendigerweise ein Experte für Verbundwerkstoffe zu sein - ermöglichen, zu einer Antwort zu gelangen, die zu etwa 80% richtig ist, und dann werden Sie wahrscheinlich Leute wie die Experten für Verbundwerkstoffe brauchen, um diese zusätzlichen 20% zu optimieren. Wir wollen dafür sorgen, dass Verbundwerkstoffe leichter verwendet werden können. Ich glaube, dass die digitale Technik das für uns tun wird. Durch den Einsatz von Digitaltechnik und digitalen Werkzeugen werden wir in der Lage sein, das gesamte Wissen zu digitalisieren, die Antworten schneller zu erhalten und sicherer zu sein, dass wir tatsächlich die richtigen Antworten bekommen
Ist Garcia der Meinung, dass die Industrie den vollen Wertbeitrag der vollautomatischen Produktion von Verbundstoffteilen versteht?
"Wir schlagen nicht vor, dass die Vollautomatisierung für jedes einzelne Teil die richtige Antwort ist, sondern dass wir zu einem Punkt kommen, an dem wir eine prozessbegleitende Überwachung durchführen können - auch wenn es sich um manuelles Layup handelt und die Produktionsrate wirklich niedrig ist. Lassen Sie uns sehen, ob es möglich ist, zu laminieren - und selbst wenn es nicht möglich ist - lassen Sie uns so viele der richtigen Daten wie möglich erfassen. Es ist äußerst wichtig, dass es uns gelingt, richtig zu erklären, was die Automatisierung der Verbundwerkstoffherstellung tatsächlich leisten kann. Selbst wenn eine Automatisierung für ein technisches Unternehmen wirtschaftlich nicht sinnvoll ist, können wir immer noch digitale Technologie einsetzen"
Es ist Zeit zu liefern
Auf dem Höhepunkt des Projekts, so Garcia, sei er rückblickend wirklich zufrieden damit, wie der NCC als Organisation gereift sei. Bei der Festlegung seiner Prozesse und Methoden ist die Herausforderung, zehn Ausrüstungsteile gleichzeitig zu installieren und in Betrieb zu nehmen, während gleichzeitig Teile produziert und Forschung und Entwicklung für seine Kunden durchgeführt werden, sicherlich keine Kleinigkeit.
"Eines der Dinge, die ich an der Arbeit im NCC wirklich genieße, ist die Begeisterung der Menschen hier, die Grenzen zu überschreiten", schließt er. "Die Reife des gesamten Prozesses und wie viel wir gelernt haben, ist etwas, das ich wahrscheinlich erwartet habe, aber nicht in diesem Ausmaß. Was mich wirklich überrascht hat, ist, wie effizient wir bei der Beschaffung der Ausrüstung und der Entwicklung des Fähigkeitenprogramms waren.
"Trotzdem bleibt keine Zeit zum Ausruhen. Das iCAP-Programm ist im Gange, und wir sind bereit - jetzt müssen wir liefern. Wir müssen uns mit dem Programm "Flügel von morgen" auseinandersetzen, und dies wird eines unserer wichtigsten Ergebnisse sein. Alles, was wir bisher getan haben, ist, die Ausrüstung vorzubereiten und uns das Wissen anzueignen, wie sie zu benutzen ist. Jetzt beginnt der wirklich herausfordernde Teil!"
www.nccuk.com
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