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Fakultät Maschinenbau

Automatisiertes Bestücken und zerstörungsfreies Prüfen von Rohr-Fitting-Verbindungen (AutoFit)

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in
  • Sonderverfahren
  • Verbund- / Großprojekt
© IUL
a) Prozessprinzip IHF, b) Auszugversuch und c) Prozessfenster
AutoFit zeigt, wie durch innenhochdruckbasiertes Fügen von Al-PEEK-Rohrverbindungen, Automatisierung und intelligente Prüfverfahren die Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit in Flugzeug-Kraftstoffsystemen gesteigert werden können.

Förderer und Kontakt:

Finanzierung Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Projekt 20W1905C
Projektpartner   Company 2, Institute 1+1. PFW Aerospace GmbH, Steitz Präzisionstechnik GmbH,
Fraunhofer IZFP
Ansprechpartner Florian Weber M. Sc.
Laufzeit 01.01.2023 – 31.12.2025
Status abgeschlossen

Projektbeschreibung:

Im Projekt AutoFit untersuchte das IUL gemeinsam mit Partnern das kraft- und formschlüssige Fügen von Aluminiumrohren mit PEEK-Bauteilen für den Einsatz im Kraftstoffsystem kommerzieller Flugzeuge. Im Fokus standen die numerische und experimentelle Prozessauslegung des elektromagnetischen Fügens (EMF) und des Innenhochdruckfügens (IHF). Aufgrund des spröden Materialverhaltens von PEEK bei hohen Dehnraten erwies sich EMF als ungeeignet, während mit dem quasi-statischen IHF belastbare Verbindungen hergestellt werden konnten. Diese wurden in Zugversuchen geprüft und ihre maximale Tragfähigkeit bestimmt. Zudem entstand im Projekt eine automatisierte Bestückungszelle, die erfolgreich im Labor getestet wurde. Die Ergebnisse zeigen großes Potenzial für Effizienz, Qualität und Wirtschaftlichkeit. Die digitale Erfassung von Prozessparametern verbessert Nachverfolgbarkeit und Qualitätssicherung. Ergänzend wurden zerstörungsfreie Inline-Prüfverfahren weiterentwickelt, um Durchlaufzeiten sowie Material- und Personalkosten zu reduzieren und gleichzeitig Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu senken.

Veröffentlichungen:

Weber, F., Lu, Y., Peterschilka, F.J., Hahn, M., Tekkaya, A.E., 2022. Electromagnetic joining of aluminum and polycarbonate tubes. Advances in industrial and manufacturing engineering 6. https://doi.org/10.1016/j.aime.2022.100109

Weber, F., Gebhard, J., Gitschel, R., Goyal, S., Kamaliev, M., Wernicke, S., Tekkaya, A. E., 2021. Joining by forming – A selective review, Journal of Advanced Joining Processes. https://doi.org/10.1016/j.jajp.2021.100054

Weber, F., Hahn, M., Tekkaya, A. E., 2020. Joining by die-less hydroforming with outer pressurization. Journal of Advanced Joining Processes 1. https://doi.org/10.1016/j.jajp.2020.100014

Weber, F., Müller, M., Haupt, P., Gies, S., Hahn, M., Tekkaya, A. E., 2019. Analytical process design for interference-fit joining of rectangular profiles. Journal of Materials Processing Technology 276. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.116391

Weber, F., Lehmenkühler, P., Hahn, M., Tekkaya, A.E., 2022. Joining of metal-thermoplastic-tube-joints by hydraulic expansion, in: Manufacturing Processes; Manufacturing Systems. Presented at the ASME International Manufacturing Science and Engineering Conference, The American Society of Mechanical Engineers, New York, NY, USA. https://doi.org/10.1115/msec2022-84991

Weber, F., Hahn, M., Tekkaya, A. E., 2019. Joining by die-less hydroforming with outer pressurization. In: Book of abstracts of 1st International Conference on Advanced Joining Processes, Ponta Delgada, Azores, pp. 56. https://doi.org/10.1016/j.jajp.2020.100014

Weber, F., Hahn, M., Tekkaya, A.E., 2024. Joint strength determination by a resistance-based sensor in metal-polymer joining by hydraulic expansion, in: Mocellin, K., Bouchard, P.-O., Bigot, R., Balan, T. (Eds.), Proceedings of the 14th International Conference on the Technology of Plasticity - Current Trends in the Technology of Plasticity. Presented at the International Conference on the Technology of Plasticity, Springer Nature Switzerland, Cham, pp. 27–34. https://doi.org/10.1007/978-3-031-41341-4_4