Phase I: Technologieentwicklung (2003 - 2006)

In Phase I des SFB/TR 10 konnten bereits wesentliche Einzelziele zur Umsetzung einer integrierten Prozesskette aus Umformen, Trennen und Fügen erreicht werden. So ist es auf der Ebene der Teilprojekte gelungen, neuartige Technologien für einzelne Fertigungsabschnitte zu entwickeln und diese anschließend in kleineren Teilprojektverbünden miteinander zu koppeln. Dabei lag der Schwerpunkt der Untersuchungen in Phase I darauf, grundlagenorientiert neue Technologien zu erforschen und nachzuweisen, ob die Ergebnisse der Teilprojekte generell in eine durchgängige Prozesskette integriert werden können. Dabei konnte beim dreidimensionalen Runden beim Strangpressen schon die Integration eines Führungsroboters in die Strangpresse oder beim Verbundstrangpressen die Herstellung eines Verbundprofils mit Doppel-T-Geometrie und acht Verstärkungselementen gezeigt werden.

Für das fliegende Abtrennen wurde basierend auf Trennversuchen eine Führungs- und Trennkinematik entwickelt und diese an das Strangpressen gekoppelt. Die erzeugten Profile wurden anschließend durch Laserstrahlschweißen und mittels Fügen durch Weiten bzw. Engen verbunden. Die flexible Greiftechnik wurde in die prototypisch realisierte kombinierte Handhabungs- und Bearbeitungskinematik integriert und das gesamte System für die Bohrungsbearbeitung genutzt. Auch in der integrierten Entwurfsoptimierung, in der die Strukturmechanik und die werkstoff- sowie fertigungstechnischen Aspekte gemeinsam betrachtet werden, wurden neue Methoden entwickelt, die im SFB/TR 10 und anderen Gebieten Anwendung finden. Dies war z. B. die Quantifizierung und Modellierung unscharfen und verbalen Wissens für die Optimier-ungsmodelle, um somit deren weitgehende und erforderliche Ganzheitlichkeit zu erreichen. Über die Ergebnisse auf Teilprojektebene hinaus konnten für den gesamten SFB/TR 10 übergreifende Ergebnisse hinsichtlich der Erforschung flexibler Technologien sowie deren Integration in eine flexible Prozesskette erzielt werden. Aus der Kooperation der Teilprojekte A2 und A3 entstand bereits während Phase I die Initiative zur Beantragung eines Transferprojektes T1 zum Thema „Anwendung der flexiblen Fertigung leichter Tragwerkstrukturen: Verbesserung der Werkstoff- und Bauteileigenschaften von Luftfahrtstringern durch Verbundstrangpressen“.

In kontinuierlicher Fortsetzung der genannten grundlagenorientierten Projekte befasste sich das Projekt mit der Untersuchung der Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit bei der Extrusion verstärkter Profile und der Charakterisierung der inneren Grenzflächen sowie der mechanischen Eigenschaften der entstehenden Profile. Für eine intensive Zusammenarbeit in dem Transferprojekt konnten die Firmen EADS, Alcan, Alcoa, Alu Menziken, Corus, Sandvik und VAC Vacuumschmelze gewonnen werden. Bezüglich der Integration der Verfahren in eine Prozesskette ist es bereits in der laufenden Bearbeitungsphase möglich gewesen, Bauteile in einer gleichsam durchgängigen flexiblen Prozesskette herzustellen und zu bearbeiten. Dabei beschränkte sich jedoch diese Durchgängigkeit zunächst auf ein standortübergreifendes Weiterreichen der bearbeiteten Profile entlang der Prozesskette. Durch die Erforschung zur Gestaltung von innovative und flexible Greif- und Handhabungstechnologien und die erprobte schrittweise Verkettung in der ersten Bearbeitungsphase wurde allerdings die Basis für eine weitergehende Integration der Teilprozesse Umformen, Trennen und Fügen in der kommenden Bearbeitungsphase gelegt.