Fraunhofer集團(tuán)、Trelleborg和空中客車公司共同開發(fā)了一種模塊化、全自動(dòng)化的組裝系統(tǒng)概念，旨在替代金屬材料和繁瑣的組裝過程，且具有可擴(kuò)展的潛力。

由弗勞恩霍夫機(jī)械工具與成形技術(shù)研究所（IWU，德國(guó)開姆尼茨）、弗勞恩霍夫結(jié)構(gòu)耐久性與系統(tǒng)可靠性研究所（LBF，德國(guó)達(dá)姆施塔特）、特瑞堡公司（瑞典）和空中客車直升機(jī)公司（法國(guó)馬里尼揚(yáng)）共同開展的TAVieDA研究項(xiàng)目展示了如何通過將鋁、鈦和熱固性材料主要替換為碳纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物（CFRTP），來減少客機(jī)門的制造時(shí)間。

目前，飛機(jī)門仍主要通過手工制造。一個(gè)特別耗時(shí)的環(huán)節(jié)是使用螺絲和鉚釘組裝門結(jié)構(gòu)。為了防止不同材料之間接觸造成腐蝕，需要增加多個(gè)中間步驟。研究人員指出，使用CFRTP可以將這些結(jié)構(gòu)通過自動(dòng)化焊接方式連接起來，無需分隔層，將制造時(shí)間從110小時(shí)縮短至4小時(shí)。

縮短組裝時(shí)間的另一個(gè)關(guān)鍵因素是不同飛機(jī)門型號(hào)的模塊化設(shè)計(jì)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)特別尋找了各類門型中可以標(biāo)準(zhǔn)化的組件，例如橫梁。研究人員為最常見的門型設(shè)計(jì)了全自動(dòng)化的組裝線，并開發(fā)了適合電阻焊接和超聲波焊接技術(shù)的夾具和夾緊元件。

弗勞恩霍夫IWU研發(fā)的夾緊元件，用于自動(dòng)夾緊和連接飛機(jī)艙門（例如橫梁）中的熱塑性碳纖維復(fù)合材料。來源：弗勞恩霍夫IWU

兩條幾乎相同的組裝與連接生產(chǎn)線降低了風(fēng)險(xiǎn)，萬一其中一條生產(chǎn)線無法使用時(shí)，另一條可以繼續(xù)運(yùn)行。得益于標(biāo)準(zhǔn)化措施，現(xiàn)在每批次可組織生產(chǎn)10扇門，并能在每班次結(jié)束時(shí)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行全自動(dòng)化調(diào)整，以適應(yīng)下一個(gè)型號(hào)系列的生產(chǎn)。新的材料和生產(chǎn)概念使得每年能夠生產(chǎn)多達(dá)4,000扇客機(jī)艙門。

另一方面，成本建模被直接集成到仿真環(huán)境中，從而能夠與仿真結(jié)果同時(shí)計(jì)算單件成本?？紤]到所有技術(shù)、物流和財(cái)務(wù)因素，新開發(fā)的自動(dòng)化解決方案與集成仿真方法還將規(guī)劃時(shí)間減少了約25%。

成本建模被直接集成到模擬環(huán)境中，從而可以同時(shí)計(jì)算單位成本和模擬結(jié)果。來源：弗勞恩霍夫IWU

關(guān)于德國(guó)弗勞恩霍夫機(jī)床與成形技術(shù)研究所（IWU）

IWU專注于開拓汽車、機(jī)械工程、航空航天、醫(yī)學(xué)工程、電氣工程和微工程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)性制造潛力。作為資源高效制造的領(lǐng)導(dǎo)者，IWU致力于開發(fā)零部件、工藝和復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，優(yōu)化制造過程，如成型、切割、連接等，并推動(dòng)輕量化結(jié)構(gòu)、新材料加工和增材制造技術(shù)（3D打?。┑膽?yīng)用。IWU通過再生系統(tǒng)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建完整的工藝鏈，推動(dòng)智能生產(chǎn)工廠的發(fā)展。<