Automatisierte Faserablage auf Basis digitaler Zwillinge für die nietfreie Herstellung von Luft- und Raumfahrtbauteilen
Die Fertigung von Leichtbaukomponenten ist ein Schlüsselthema der Luft- und Raumfahrtindustrie – sie muss zugleich effizienter, kostengünstiger und nachhaltiger werden. Besonders das Automated Fiber Placement (AFP) bietet großes Potenzial. Bisher ist dies jedoch von aufwendigen Testläufen, Materialverlusten und hohen Kosten geprägt. Hier setzt das Projekt Twinspace an: Mit semantischen digitalen Zwillingen und einem intelligenten Robotersystem wird die Leichtbaufertigung grundlegend neu gedacht.
Kern der Innovation sind semantische digitale Zwillinge, die physikalische Modelle mit KI‑gestützten Wissensmodellen kombinieren. Sie ermöglichen virtuelle Inbetriebnahmen, simulationsgestützte Prozessplanung und dynamische Reaktionen auf Abweichungen in Echtzeit. Damit wird das bisher übliche, kosten- und materialintensive Trial‑and‑Error‑Verfahren durch eine präzise vorausschauende Steuerung ersetzt.
Das System verbindet digitale Modelle des AFP-Prozesses, der Roboterbewegungen und das Fachwissen sowie die Erfahrungswerte von Expert:innen mit einem intelligenten Optimierungsmodul, um bessere Entscheidungen zu treffen. So können Prozessparameter wie Temperatur, Druck oder Bahnplanung automatisch angepasst werden. Bei komplexen Geometrien erkennt das System kritische Tape-Abweichungen wie Lücken oder Überlappungen und schlägt dem Operator gezielte Reparaturstrategien vor. Diese sind visuell unterstützt und semantisch nachvollziehbar. Prozesse können vorab in der Simulation getestet und optimiert werden, noch bevor sie real ausgeführt werden. Sollte es dennoch zu Abweichungen kommen, ermöglicht das System eine automatische dynamische Neuplanung, die Fehler behebt und die Materialeigenschaften der Bauteile zuverlässig sichert.
Twinspace leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur flexiblen Automatisierung in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Das Projekt senkt Kosten, reduziert Materialeinsatz und steigert die Qualität. Gleichzeitig trägt es zur Nachhaltigkeit bei, indem es Ressourcen schont und Ausschuss vermeidet.
