Abstract No.:	4368
Scheduled at:	Tuesday, September 15, 2015, Saal Kiew 4:00 PM Rührreibschweißen
Title:	Konzept zum Fügen zukünftiger metallischer Flugzeugrumpfstrukturen
Authors:	Sebastian Schulze* / Fraunhofer IWS Dresden, Deutschland Andreas Grimm / Fraunhofer IWS, Deutschland Gunther Göbel/ Fraunhofer IWS, Deutschland Jens Standfuß/ Fraunhofer IWS, Deutschland Berndt Brenner/ Fraunhofer IWS, Deutschland Eckhard Beyer/ Fraunhofer IWS, Deutschland
Abstract:	In der Fertigung von metallischen Flugzeugrumpfstrukturen wird seit Jahrzehnten das bewährte Nietverfahren angewendet. Da dieses Fügeverfahren einen Überlappstoß bedingt, führt es zu einer Erhöhung des Strukturgewichts. Trotz des hohen Automatisierungsgrades des Verfahrens ist der Prozess infolge relativ hoher Prozesszeiten entsprechend kostenintensiv. Hinsichtlich der fortwährenden Gewichts- und Kostenoptimierung in der Flugzeugherstellung besteht hier ein enormes Potential neue Fügetechnologien, wie das Rührreibschweißen (FSW), einzusetzen. Ziel ist es, das Rührreibschweißen auch zum Fügen von großformatigen, biegeschlaffen 3D-Schalen im Flugzeugrumpf einzusetzen. Klassische Maschinenkonzepte, wie CNC-gesteuerte Portalanlagen sind hierfür jedoch nur bedingt geeignet. Sie besitzen zwar die für das Rührreibschweißen notwendige hohe Steifigkeit, sind jedoch sehr kostenintensiv und im Hinblick auf ihren Arbeitsraum nicht beliebig skalierbar. Zudem bedingen großformatige, dünnwandige 3D-Bauteile angepasste intelligente Spanntechniken, welche eine genaue Positionierung der Bauteile relativ zum Schweißsystem sicherstellen. Im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms IV wurde am Fraunhofer IWS ein neuartiges Maschinenkonzept entwickelt, welches das Fixieren, Positionieren, Fräsen sowie das anschließende Rührreibschweißen solcher großformatiger, biegeschlaffer 3D-Schalen in einer Aufspannung ermöglicht. Das Konzept besteht aus einem kombinierten Schweiß-/Fräsroboter, welcher sich entlang eines dreidimensionalen Schienensystems autark fortbewegt und einem intelligenten Spannkonzept, das die Positionierung der Bauteile zueinander im geforderten Toleranzbereich sicherstellt. Im Beitrag werden die Schweißergebnisse bei der Realisierung von 3D-Nähten in konventionell nicht schweißbaren, heißrissanfälligen Aluminiumlegierung, die Mikrostruktur der Schweißzone, mechanische Eigenschaften und Konzepte zur Vermeidung FSW-typischer Schweißfehler vorgestellt.

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