Reparaturroboter kommt zum Hausbesuch

FVK-Werkstoffe sind gänzlich anders beschaffen als Metall. Sie sind inhomogen und eher mit Textilien zu vergleichen. Die Fasern werden gelegt oder gewebt und anschließend mit einer Kunststoffmatrix ausgehärtet. Eine Reparatur wie bei Strukturen aus Metall – wo der beschädigte Bereich einfach herausgeschnitten und neues Blech vernietet wird – ist bei Bauteilen aus FVK nicht sinnvoll. Können Metallteile häufig vor Ort rasch repariert werden, müssen FVK-Bauteile zunächst ausgebaut und für die Reparatur in eine Werkstatt gebracht werden – oder sogar das ganze Flugzeug muss in den Werkstatthangar. Das verlängert den Prozess enorm und ist für Fluggesellschaften ein teures Unterfangen.

Flexibler, genauer, schneller

Entsprechend groß ist das Interesse von Industrie und Airlines, mobile Reparaturverfahren für FVK zu entwickeln. Ein Durchbruch ist Lufthansa Technik mit dem Forschungsprojekt „Composite Adaptable Inspection and Repair“ (CAIRE) gelungen. Das Unternehmen hat erstmals einen mobilen Roboter für FVK-Reparaturen entwickelt. Mit Saugnäpfen an dem entsprechenden Bauteil befestigt, kann er bis zu ein Quadratmeter große Flächen bearbeiten. Dafür scannt er den Schaden, berechnet in einer eigens entwickelten Software die nötigen Ausbesserungen und fräst dann das schadhafte Material heraus. Mithilfe eines Ply Cutters, der einer Schneidemaschine für textile Gewebe ähnelt, schneidet er anschließend die Faserverbundlagen zu. Diese werden dann manuell an der Fehlstelle eingesetzt, verklebt und ausgehärtet.

Das größte Plus: Mithilfe des Roboters können künftig mobile Einsatzteams sogar größere Schadstellen an den Tragflächen und am Rumpf „on wing“ reparieren. Und das völlig flexibel überall am Flugzeug. Gegenüber bisherigen Verfahren kann rund 60 Prozent der Zeit eingespart werden. Zudem sind Klebefestigkeit und Fräsgenauigkeit deutlich höher.

Wichtige Vorarbeiten

Der mobile Reparaturroboter baut auf dem früheren Forschungsprojekt „Rapid Repair“ auf. In diesem Rahmen hatte Lufthansa Technik gemeinsam mit fünf Verbundpartnern zwischen 2009 und 2012 bereits einen stationären Roboter konzipiert. Dabei wurden wesentliche Technologien entwickelt, ohne die auch CAIRE nicht denkbar gewesen wäre. So etwa eine spezielle Technologie zur Oberflächen- und Konturerfassung. Dabei werden Schäden mittels Streiflichtprojektion erfasst – auf ein Hundertstel Millimeter genau.

Das Projekt CAIRE ist inzwischen erfolgreich abgeschlossen. Im Laufe der Entwicklung wurden bereits zwei Patente angemeldet. Und aktuell bereitet Lufthansa Technik die Industrialisierung des mobilen Roboters vor.

Weitere Informationen zu CAIRE: https://www.lufthansa-technik.com/de/caire