Am Ende des Roboterarms sitzt ein spezieller Kopf, der ein bis drei Materialbänder aus faserverstärktem Kunststoff auf einer Form ablegt, über einen Laser teilweise aufschmilzt und so Schicht für Schicht das gewünschte Bauteil aufbaut
Der Tapeleger am DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie in Stuttgart dient dazu, konkurrenzfähige und neuartige Fertigungsverfahren für hybride und homogene Faserverbundstrukturen der Luft- und Raumfahrt, der Verkehrstechnik sowie der Triebwerksindustrie zu entwickeln. Der Schwerpunkt des automatisierten Tapelege-Prozesses liegt auf Faserverbundmaterialien mit thermoplastischer Matrix.
Schicht für Schicht bis zum Hochleistungskunststoff
Die Tapelegemaschine für thermoplastische Halbzeuge des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart besteht aus einem Roboter auf einer Linearachse, einer rotierenden Drehachse und einem Drehschwenktisch. Am Ende des Roboterarms sitzt ein spezieller Kopf, der ein bis drei Materialbänder aus faserverstärktem Kunststoff auf einer Form ablegt, über einen Laser teilweise aufschmilzt und so Schicht für Schicht das gewünschte Bauteil aufbaut. Die Form ist auf dem Drehschwenktisch befestigt und gibt die Endkontur der Struktur vor. Das Materialband, das sogenannte Tape, hat eine Breite von sechs bis 25 Millimetern und besteht aus einem kohlenstofffaserverstärkten Thermoplast, einer speziellen Art von Kunststoff, die für eine bessere Steifig- und Festigkeit mit Kohlenstofffasern versehen ist.
Thermoplaste lassen sich unter Wärmeeinwirkung umformen und sind zudem schweißbar. Die Anlage erlaubt die Fertigung von Bauteilen mit einer Länge bis zu 3,6 Metern und einem Durchmesser von 1,8 Metern beziehungsweise einer Breite bis zu zwei Metern. Anwendung finden die Materialen vor allem in der Luftfahrtindustrie und Automobilindustrie bei der Produktion von Serienbauteilen, beispielsweise von Fanblättern oder Leitgittern für Triebwerke, großflächigen Rumpfstrukturen, Drucktanks und Rohren.
Kontakt
Volker Speelmann
Leitung Forschungsinfrastrukturen
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Vorstandsbereich Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen
