Laser weisen den Weg

Kleine Serien von faserverstärkten Bauteilen, beispielsweise für spezielle Anwendungen im Fahrzeugbau oder in der Luftfahrt, sind mit einem hohen Anteil manueller Tätigkeiten wie dem Einlegen der Gewebe verbunden. Maßgeblich wirken sich die Sorgfalt und Präzision der Mitarbeiter auf die Qualität und Sicherheit des Endprodukts aus. Fehler lassen sich vermeiden mit Einsatz von Projektionssystemen: Beim Aufbau der Karbonfaserteile zeigen Laserstrahlen die exakte Lage der einzelnen Kohlefaserlagen in der Form an. Dieses Produktionsverfahren soll die Produktionszeit deutlich senken, da das Ausrichten und Einmessen der Teile mit Schablonen entfällt. Zusätzlich kann die korrekte Lage und Ausrichtung der Kohlefasermatten während der Herstellung mithilfe der Laserprojektion überprüft werden. Ist eine Matte verlegt, zeigt eine andersfarbige Laserlinie, ob die Matte korrekt positioniert ist. So lassen sich Fehler an den Bauteilen schon während der Produktion vermeiden.

Bis zu drei Farben können die bei Airbus eingesetzten Laserprojektoren von LAP gleichzeitig abbilden. Damit lassen sich Bereiche hervorheben, die besonders beachtet werden müssen. Durch Wechsel der Farbe von Rot nach Gelb oder Grün kann das System ebenso signalisieren, welche Teile die Facharbeiter noch bearbeiten müssen, welche Teile in Arbeit oder bereits fertig sind. Auch das Einblenden von Teilenummern ist möglich.

Flexibilität durch drehbare Projektion

Bei Airbus ist das spezielle Multi Head-System für die Bearbeitung großer Teile im Einsatz. Mehrere Projektoren, deren Arbeitsbereiche sich überlappen, überspannen die gesamte Länge. Der Größe der Arbeitsplätze und somit der Größe der CFK-Flugzeugbauteile sind daher keine Grenzen gesetzt. Zudem sind in dieser Anwendung einige Systeme mit einer drehbaren Projektion ausgestattet. Damit kann das komplette Bauteil in der Montagehalle gedreht werden, die Laserlinien folgen dieser Drehung.

Eine integrierte Software steuert den gesamten Arbeitsablauf von der Eingabe der CAD-Daten über die Übertragung der Steuerdaten an die Projektoren bis zur Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte. Außerdem führt sie den Anwender Schritt für Schritt durch den gesamten Prozess des Lagenaufbaus. Über digitale Regler werden die Spiegel angesteuert. Auf diese Weise gibt es keine interne systembedingte Drift, die Projektoren zeichnen sich durch Wiederholgenauigkeit und Stabilität der Projektion aus.

Das System prüft in frei wählbaren Zeitintervallen automatisch die Position mehrerer Referenzpunkte auf der Arbeitsoberfläche und gewährleistet so die Kalibrierung des Systems. Darüber hinaus verhindern automatische Funktionen Bedienfehler und sorgen für Präzision und Reproduzierbarkeit.

Die Laserprojektoren werden meist unter der Hallendecke oder an einer Tragkonstruktion befestigt. Die Laserköpfe sind vollständig gekapselt. So kann kein Staub eindringen, die Laser verschmutzen nicht. Die aktive thermoelektrische Temperierung gleicht Schwankungen der Umgebungstemperatur aus und stellt so die lange Lebensdauer der Lasermodule sicher. Die kompakte und leichte Bauweise ermöglicht es, die Systeme einfach in bestehende Produktionsanlagen zu integrieren. Damit können die Mitarbeiter der Produktion in ihrem gewohnten Umfeld effizienter und vorallem sicherer arbeiten.