Flugzeuge von Fließband

Flugzeug-Bauteile sind riesig. Allein das macht den Bau von Fliegern wesentlich komplizierter – und auch teurer – als etwa den von Autos. Schon einzelne Rumpfsegmente sind mindestens zehn Meter lang – müssen aber hochpräzise montiert werden. Die Produzenten lassen Abweichungen von mehr als 0,2 Millimetern nicht zu. Das ist bei massiven und großen Teilen, die mehrere Tonnen auf die Waage bringen, so gut wie nichts. Daher nutzen die Flugzeugbauer so genannte Montagezellen: Große Bögen, die auf Stahlschienen und schweren Fundamenten aus Beton über den Rumpf hinweg gleiten und etwa Aluminiumteile nieten. Doch mit solchen Zellen zu fertigen ist teuer. Und: Für jeden Flugzeugtyp muss man sie neu bauen – ein weiterer Kostenfaktor.

Forscher des deutschen Fraunhofer-Instituts haben sich nun an die Lösung dieses Problems gemacht. Sie haben eine flexible Montagestraße entwickelt. Wie bei der Produktion von Autos arbeiten hier Roboter an den einzelnen Segmenten. Ein Team aus vielen kleinen Industrierobotern bearbeitet die Bauteile mechanisch und klebt sie. Die riesigen Montagezellen sind dann nicht mehr nötig. Stattdessen gleiten Rumpfsegmente und Seitenleitwerke oder Tragflächen wie in der Automobilproduktion auf einer Art Fließband an den Robotern vorbei, die nacheinander an verschiedenen Stationen emsig kleben, bohren und fräsen. Natürlich müsse auch eine solche Anlage auf einen neuen Flugzeugtyp abgestimmt werden, heißt es in einer Mitteilung des Fraunhofer-Instituts. Der Installationsaufwand sei aber deutlich geringer.

Verschiedene Herausforderungen

Die Forscher haben nun eine erste Komponente des neuen Systems vorgestellt: Einen Greifer, der Bauteile unterschiedlichster Formen aufnehmen und bearbeiten kann. Doch die Verarbeitung der Bauteile ist für die Roboter eine Herausforderung. Oft weichen sie nach dem Einbau mehrere Millimeter vom Soll ab. Techniker, die dafür ein Fingerspitzengefühl entwickelt haben, passen sie bisher in mühsamer Handarbeit in der Montagezelle in den Rumpf ein. Die Roboter und der Greifer müssen das irgendwann alleine schaffen. «Wir entwickeln deshalb ein präzises Erkennungssystem, das die Bauteile während der Montage exakt vermisst», sagt Dirk Niermann, Leiter des Projekts.

Ein weiteres Problem für die Maschinen: viele Bauteile werden mittlerweile nicht mehr aus Aluminium, sondern aus Karbonwerkstoffen gefertigt. Diese geben beim Bau aber nicht so leicht nach und müssen unter Spannung bearbeitet werden. Techniker können die richtige Spannung mit Fingerspitzengefühl bestimmen, Roboter müssten das erst lernen. Doch Niermann ist optimistisch: Eine erste Demonstrationsanlage dürfte in etwa drei Jahren zur Verfügung stehen, so der Forscher.

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