Thu, 28 April, 2022
In Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie arbeitet TWI an dem von Innovate UK finanzierten e-Tau-Projekt.
Im Rahmen des im Juli 2021 gestarteten Projekts wird ein neuartiges Präzisions-Laserschweißsystem entwickelt, getestet und validiert, das für den Einsatz an großen Strukturen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie optimiert ist. e-Tau wird einen hochmodernen Tau-Präzisionsrobotermanipulator mit einer fortschrittlichen Laserstrahl-Wobbel-Optik und intelligenten Qualitätssicherungs- und Kontrollsensoren kombinieren.
Dieses neuartige Präzisionslaserschweißsystem wird einen Qualitätssprung bei größeren Schweißkonstruktionen für die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie ermöglichen und gleichzeitig ein automatisiertes, schnelles und hochwertiges Laserschweißsystem mit wiederholbaren Ergebnissen bieten.
In der Vergangenheit war es eine Herausforderung, Defekte in den größeren, dünnen Blechstrukturen zu vermeiden, die für Leichtbau-Flugzeuge und -Automobile benötigt werden, da das Laserschweißen besonders intolerant gegenüber Spalten zwischen den Teilen und etwaigen Positionierungsfehlern zwischen Strahl und Werkstück ist, die infolge fehlerhafter Platzierung der Teile, unzureichender Vorrichtungen, Verformungen usw. auftreten können.
Bild 1. e-Tau System-Spezifikationen
Das e-Tau-Konzept soll diese Herausforderungen lösen, indem es eine kostengünstige, flexible und genaue Strahlmanipulation über einen großen Arbeitsbereich bietet, einschließlich einer aktiven Anpassung der Strahlanwendung in Echtzeit.
Dieses wirklich innovative System ermöglicht der Industrie das Laserschweißen von kleinen Schweißnähten in einem größeren Arbeitsbereich und sorgt für größere Toleranzen bei den Werkstückabmessungen, der Bauteilpositionierung und der Spanntechnik sowie eine bessere Schweißqualität und höhere Produktivität. Darüber hinaus werden kostspielige Reparaturen und Ausschuss reduziert und der Bedarf an teuren und zeitaufwändigen Prüfungen nach dem Schweißen erheblich verringert.
Bild 2. Tau-Roboter in der TWI-Laserzelle
TWI arbeitet im e-Tau-Projekt mit dem Projektkoordinator Prodtex und den Industriepartnern CAV, LOE und Gestamp zusammen, um sicherzustellen, dass e-Tau die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt- sowie der Automobilindustrie erfüllt. Das e-Tau-Konsortium besteht aus den folgenden Partnern:
TWI Ltd
TWI ist eine der größten unabhängigen Forschungseinrichtungen in Europa, die sich auf alle Aspekte des Fügens von Werkstoffen und der damit verbundenen Technologien spezialisiert hat. TWI ist eine Non-Profit-Organisation mit ca. 700 industriellen Mitgliedsunternehmen, die Aktivitäten an ca. 3.500 Standorten in 60 Ländern in allen Fertigungsbereichen unterstützen. Darüber hinaus hat TWI eine nachweisliche Erfolgsbilanz bei der Projektleitung und der Teilnahme an Projekten, die entweder von der Europäischen Kommission oder direkt von der britischen Regierung finanziert werden. TWI steht seit Mitte der 1960er Jahre an der Spitze der technologischen Entwicklung des Einsatzes von Lasern für die Materialbearbeitung und bietet vielen Branchen, darunter der Automobilindustrie, dem Schiffbau, der Luft- und Raumfahrt und der Energietechnik, erstklassige Unterstützung. TWI verfügt über eine Reihe von Laseranlagen, und die Entwicklung der Laserbearbeitung für metallische und nichtmetallische Werkstoffe erfolgt mit einer Vielzahl von Laserquellen, die mit Leistungen von bis zu 10 kW arbeiten.
Prodtex Ltd
Prodtex ist ein technologieorientiertes Entwicklungsunternehmen mit dem Schwerpunkt auf der Rationalisierung von kundenspezifischen Prozessen und Verfahren. Das Unternehmen ist hauptsächlich im Bereich der Automatisierung tätig und kombiniert Erfahrung in der virtuellen Produktion und ein Verständnis für die Herausforderungen der Industrie mit einer spannenden und durchdachten Vision für die zukünftige Entwicklung der Fertigungsindustrie. Prodtex liefert Lösungen für die verarbeitende Industrie und hat sich auf die Herstellung von Werkzeugen und Anlagen sowie auf die Entwicklung von Software und die damit verbundene Methodik spezialisiert. Prodtex ist einer der Hauptentwickler des Tau-Roboters, arbeitet seit 5 Jahren mit Parallelkinematik-Robotern und freut sich darauf, die Entwicklung einer Produktionslösung für den Roboter fortzusetzen. Das Unternehmen hat eine Partnerschaftsvereinbarung mit Dassault Systèmes und vermarktet und verkauft dessen DELMIA-Apriso-Produktportfolio in Schweden, Norwegen, Dänemark und Großbritannien. Das Hauptaugenmerk von Prodtex liegt auf der Rationalisierung von Prozessen und Verfahren für seine Kunden. Prodtex bietet Beratungsdienstleistungen und Softwarelösungen für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie die Offshore-Industrie an.
CAV Advanced Technologies
CAV Systems ist der führende Anbieter von Eisschutz- und Luftwiderstandsreduzierungs-Technologien für die allgemeine Luftfahrt, die kommerzielle Luft- und Raumfahrt und die Verteidigungsmärkte weltweit. In Zusammenarbeit mit Flugzeugingenieuren unterstützt CAV die Entwicklung, Prüfung, Analyse, Herstellung, Integration und Zulassung einzigartiger Technologielösungen, um kritische Sicherheitsprobleme zu bewältigen und die Effizienz des Flugs zu steigern. Als weltweit einziger Anbieter von flüssigkeitsbasierten Eisschutzsystemen und führender Anbieter von laserperforierten Oberflächen ist CAV seit 1942 ein wichtiger Technologie- und Fertigungspartner für große kommerzielle OEMs. Zu den firmeneigenen Technologien gehören TKS®-Eisschutzsysteme, die für die meisten neuen Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt und unbemannte Flugzeuge bevorzugt werden. Zur Unternehmensgruppe CAV Systems gehören die Unternehmen CAV Ice Protection Ltd, CAV Advanced Technologies Ltd und CAV Inc. Die Marken TSK, SLD, e-TKS und uLase sind eingetragene Handelsnamen der CAV-Gruppe. Der weltweite Hauptsitz und die wichtigsten F&E-, Entwicklungs- und Produktionseinrichtungen befinden sich in County Durham, Großbritannien.
Gestamp
Die Gestamp-Gruppe ist auf die Entwicklung innovativer Produkte spezialisiert, die immer sicherere und leichtere Fahrzeuge ermöglichen und damit den Energieverbrauch und die Umweltbelastung verringern. Autotech Engineering R&D UK Ltd. ist Teil der Gestamp Chassis Business Unit, die für Design, Entwicklung, Prototypen und Tests von Fahrwerksprodukten verantwortlich ist. Diese Gruppe unterstützt in erster Linie Volvo, Jaguar Land Rover und die Ford Motor Company bei der Entwicklung von Fahrwerksprodukten weltweit, und das schon seit 20 Jahren.
Laser Optical Engineering Ltd.
Laser Optical Engineering Ltd (LOE) ist ein nach ISO 9001 zertifiziertes Unternehmen, das sich auf die Entwicklung innovativer und maßgeschneiderter laserbasierter Bildgebungsprodukte und -dienstleistungen spezialisiert hat. Es wurde 1996 als unabhängiges Spin-Out-Unternehmen der Universität Loughborough gegründet und ist ein kundenorientiertes Unternehmen, das stolz auf seine Fähigkeit ist, theoretische Ideen in kommerzielle Produkte umzusetzen, die in der Praxis verwendet werden können. LOE war an einer Vielzahl von Entwicklungsprojekten beteiligt, die vom EU2020-geförderten Radicle-Projekt und dem behördenübergreifenden britischen LaserSnake2-Projekt bis hin zu kleineren regionalen Programmen reichen, die sich im Rahmen von NATEP auf spezifische Kundenanwendungen konzentrieren. In diesem Rahmen hat es so unterschiedliche Systeme wie Sensoren für die achsnahe Erfassung von Echtzeitsignalen für die Laserschweißsteuerung, die Laserstrahlformung für die Stilllegung von Kernkraftwerken und zerstörungsfreie Prüfverfahren für Flugzeugstrukturen aus Kohlenstoffverbundwerkstoffen entwickelt.
Das e-Tau-Projekt wurde von Innovate UK unter der Nummer 107303 gefördert.