DE102015224351B4 - Method of preparing a tool for manufacturing fiber reinforced components, flying drone and manufacturing system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs (1) für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils (2) für ein Fahrzeug, aufweisend die folgenden Schritte:- Entformen eines in dem Werkzeug (1) hergestellten faserverstärkten Bauteils (2) aus einer Form (3) des Werkzeugs (1), und- Eintrennen eines Eintrennmittels (4) in die Form (3) des Werkzeugs (1) zur leichteren Entformung eines in dem Werkzeug (1) hergestellten faserverstärkten Bauteils (2) aus der Form (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Entformen des faserverstärkten Bauteils (2) und/oder das Eintrennen des Eintrennmittels (4) mittels einer Flugdrohne (5) erfolgt.Method for preparing a tool (1) for the production of a fiber-reinforced component (2) for a vehicle, comprising the following steps:- demolding a fiber-reinforced component (2) produced in the tool (1) from a mold (3) of the tool ( 1), and- Separating a separating means (4) into the mold (3) of the tool (1) for easier demoulding of a fiber-reinforced component (2) produced in the tool (1) from the mold (3), characterized in that the The fibre-reinforced component (2) is demoulded and/or the separating means (4) are separated by means of a flying drone (5).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen, insbesondere eines RTM-Werkzeugs oder Nasspresswerkzeugs für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Flugdrohne sowie ein Fertigungssystem, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet sind.The present invention relates to a method for preparing a tool for producing fiber-reinforced components, in particular an RTM tool or wet pressing tool for producing a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, for a vehicle, in particular for a motor vehicle. The invention also relates to a flying drone and a production system that are designed to carry out the method.
Bei der Herstellung von faserverstärkten Bauteilen, wie z.B. CFK-Bauteilen, für Fahrzeuge, wie insbesondere Kraftfahrzeuge, ist es bekannt, dass in einer Form eines RTM-Werkzeugs hergestellte faserverstärkte Bauteile manuell oder mittels einer automatischen Entformungsvorrichtung, wie beispielsweise eines hierfür ausgebildeten Roboters mit einer Greifvorrichtung, aus der Form entformt werden. Derartige Roboter sind i.d.R. direkt an dem RTM-Werkzeug angeordnet oder über ein Verfahrsystem relativ zum RTM-Werkzeug verfahrbar. Ferner kommen Transportsysteme, beispielsweise zum Heranfahren von weiterzuverarbeitenden Bauteilen an das RTM-Werkzeug oder zum Abtransport von faserverstärkten Bauteilen vom RTM-Werkzeug, zum Einsatz.In the production of fiber-reinforced components, such as CFRP components, for vehicles, such as motor vehicles in particular, it is known that fiber-reinforced components produced in a mold of an RTM tool can be removed manually or by means of an automatic demoulding device, such as a robot designed for this purpose Gripping device to be demolded from the mold. Such robots are usually arranged directly on the RTM tool or can be moved relative to the RTM tool via a traversing system. Transport systems are also used, for example to bring components to be further processed to the RTM tool or to transport fiber-reinforced components away from the RTM tool.
Um ein möglichst reibungsarmes Entformen der faserverstärkten Bauteile aus der Form zu gewährleisten sowie eine Beschädigung der faserverstärkten Bauteile, insbesondere der Oberfläche der faserverstärkten Bauteile, beim Entformen, z.B. aufgrund von Haftreibung und/oder Scherkräften zu verhindern, wird in die Form ein Eintrennmittel eingebracht, das eine Haftung des faserverstärkten Bauteils an der Form reduziert. Eintrennmittel sind beispielsweise aus der Gussteilfertigung unter der Bezeichnung „Schlichtmittel“ bekannt. Das Einbringen des Eintrennmittels wird auch aus „Eintrennen“ bezeichnet. Eintrennmittel können beispielsweise in Pulverform, flüssiger Form oder als Sprühnebel bereitgestellt werden. Durch das Aufsprühen des Eintrennmittels ist eine besonders gleichmäßige Verteilung des Eintrennmittels in der Form erzielbar. Zur Gewährleistung einer hohen Prozesssicherheit erfolgt das Eintrennen vor jedem neuen Herstellungszyklus des RTM-Werkzeugs. Das Eintrennen erfolgt in der Regel manuell durch einen Arbeiter oder über eine an dem RTM-Werkzeug angeordnete Robotervorrichtung.In order to ensure that the fiber-reinforced components are removed from the mold with as little friction as possible and to prevent damage to the fiber-reinforced components, in particular the surface of the fiber-reinforced components, during demoulding, e.g. due to static friction and/or shear forces, a parting agent is introduced into the mold that adhesion of the fiber-reinforced component to the mold is reduced. Separating agents are known, for example, from the production of castings under the designation "sizing agent". The introduction of the separating agent is also referred to as "separating". Parting agents can be provided, for example, in powder form, liquid form or as a spray. By spraying on the parting agent, a particularly uniform distribution of the parting agent in the mold can be achieved. To ensure a high level of process reliability, the cutting takes place before each new manufacturing cycle of the RTM tool. The cutting is usually done manually by a worker or by a robotic device arranged on the RTM tool.
Derartige Roboter, Verfahrsysteme und Transportsysteme haben den Nachteil, dass diese besonders hohe Investitionskosten verursachen und einen großen Platzbedarf aufweisen. Gerade in komplexen Fertigungssystemen ist hierfür eine aufwändige Planung erforderlich. Oftmals sind Bereiche des Fertigungssystems aufgrund einer platzoptimierten Anordnung nur schwer zugänglich, wodurch insbesondere Wartungsarbeiten behindert werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass eine Umstellung des Fertigungssystems sehr aufwändig ist und beispielsweise eine entsprechende Umstellung der Verfahr- bzw. Transportsysteme erfordert. Dies ist sowohl kosten- als auch zeitintensiv. Eine schnelle flexible Anpassung des Fertigungssystems an eine neue Fertigungsaufgabe ist somit nicht möglich.Such robots, displacement systems and transport systems have the disadvantage that they cause particularly high investment costs and require a large amount of space. Extensive planning is required for this, especially in complex production systems. Areas of the production system are often difficult to access due to a space-optimized arrangement, which in particular hinders maintenance work. Another disadvantage is that changing the production system is very complex and requires, for example, a corresponding change in the traversing or transport systems. This is both costly and time-consuming. A quick, flexible adaptation of the manufacturing system to a new manufacturing task is therefore not possible.
Ein manuelles Durchführen der Entformung von faserverstärkten Bauteilen, wie z.B. CFK-Bauteilen, des Eintrennens des Eintrennmittels in die Form und des Reinigens der Form durch einen Arbeiter haben allesamt den Nachteil, dass der Arbeiter für diese Arbeitsaufgaben sehr nah an das RTM-Werkzeug herantreten muss. Insbesondere bei relativ großen, zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen für Fahrzeuge verwendeten RTM-Werkzeugen, die oftmals eine Aufstellfläche von über 6 qm aufweisen, kann es hierbei zu einem direkten Kontakt des Arbeiters mit dem RTM-Werkzeug kommen. Hierbei kann sich der Arbeiter schwere Verbrennungen zuziehen, da das RTM-Werkzeug von einem vorherigen Herstellungszyklus sehr heiß sein kann.Manually performing the demoulding of fiber reinforced components, such as CFRP components, separating the parting agent into the mold and cleaning the mold by a worker all have the disadvantage that the worker has to get very close to the RTM tool for these tasks . Especially with relatively large RTM tools used to manufacture fiber-reinforced components for vehicles, which often have a footprint of more than 6 square meters, the worker can come into direct contact with the RTM tool. This can cause severe burns to the worker as the RTM tool can be very hot from a previous manufacturing cycle.
Als Stand der Technik auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung werden die
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren und einer Flugdrohne zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug sowie einem Fertigungssystem zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen, insbesondere von CFK-Bauteilen, für ein Fahrzeug zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sowie eine Flugdrohne zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug und ein Fertigungssystem zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen, insbesondere von CFK-Bauteilen, für ein Fahrzeug zu schaffen, mittels denen auf einer einfache und kostengünstige Art und Weise sowie bei reduziertem Platzbedarf ein Vorbereiten eines RTM-Werkzeugs für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug verbessert ist.It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages described above in a method and a flying drone for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, for a vehicle and a Fix production system for the production of fiber-reinforced components, in particular CFRP components, for a vehicle or at least partially fix it. In particular, the object of the present invention is a method and a flying drone for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, for a vehicle and a manufacturing system for the production of fiber-reinforced components To create, in particular CFRP components, for a vehicle, by means of which a preparation of an RTM tool for the production of a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, improved for a vehicle in a simple and inexpensive manner and with reduced space requirements is.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, eine Flugdrohne zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Fertigungssystem zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen, insbesondere von CFK-Bauteilen, für ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils für ein Fahrzeug beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Flugdrohne zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils für ein Fahrzeug sowie dem erfindungsgemäßen Fertigungssystem zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen für ein Fahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is solved by the patent claims. Accordingly, the task solved by a method for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, for a vehicle with the features according to claim 1, a flying drone for preparing a tool, in particular one RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, for a vehicle with the features according to
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Entformen eines in dem Werkzeug hergestellten faserverstärkten Bauteils aus einer Form des Werkzeugs, und
- - Eintrennen eines Eintrennmittels in die Form des Werkzeugs zur leichteren Entformung eines in dem Werkzeug hergestellten faserverstärkten Bauteils aus der Form.
- - demoulding a fiber-reinforced component produced in the tool from a mold of the tool, and
- - Separating a parting agent into the mold of the tool for easier demoulding of a fiber-reinforced component produced in the tool from the mold.
Dabei erfolgen das Entformen des faserverstärkten Bauteils, wie beispielsweise eines CFK-Bauteils, und/oder das Eintrennen des Eintrennmittels mittels einer Flugdrohne. D.h., die Flugdrohne führt das Entformen des faserverstärkten Bauteils und/oder das Eintrennen des Eintrennmittels durch.The demolding of the fiber-reinforced component, such as a CFRP component, and/or the cutting of the cutting-off means are carried out by means of a flying drone. That is to say, the flying drone carries out the demolding of the fiber-reinforced component and/or the separating of the separating means.
RTM-Verfahren ist eine Abkürzung für „Resin Transfer Molding-Verfahren“, das auch unter der Bezeichnung Spritzpressen bzw. Spritzpressverfahren bekannt ist. Bei einem RTM-Verfahren wird ein meist erwärmter flüssiger oder verflüssigter Matrixwerkstoff, wie z.B. ein Duroplast mit thermoplastischen Eigenschaften, ein Thermoplast, ein Harz oder Dergleichen, in eine meist beheizte Form eines RTM-Werkzeugs eingebracht. Hierbei wird der Matrixwerkstoff, z.B. unter Druck, in die Form gepresst und/oder mittels eines Unterdrucks in die Form gezogen. Anschließend wird der Matrixwerkstoff, insbesondere durch Abkühlung, verfestigt. Zur Herstellung faserverstärkter Bauteile, wie z.B. kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe, die auch als CFK-Bauteile bezeichnet werden, wird beispielsweise ein Gelege oder Geflecht aus Verstärkungsfasern vor dem Einbringen des Matrixwerkstoffs in die Form des RTM-Werkzeugs eingebracht und beim anschließenden Einbringen des Matrixwerkstoffs in die Form vom Matrixwerkstoff umgeben.RTM process is an abbreviation for "Resin Transfer Molding process", which is also known as transfer molding or transfer molding process. In an RTM process, a usually heated liquid or liquefied matrix material, such as a thermoset with thermoplastic properties, a thermoplastic, a resin or the like, is introduced into a usually heated mold of an RTM tool. Here, the matrix material is pressed into the mold, e.g. under pressure, and/or drawn into the mold by means of a vacuum. The matrix material is then solidified, in particular by cooling. To produce fiber-reinforced components, such as carbon-fiber-reinforced plastics, which are also known as CFRP components, a fabric or mesh made of reinforcing fibers is placed in the mold of the RTM tool before the matrix material is introduced, and in the mold of the RTM tool when the matrix material is subsequently introduced surrounded by matrix material.
Beim Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils, insbesondere eines CFK-Bauteils, für ein Fahrzeug wird das Werkzeug in einen Zustand versetzt, in dem ein Prozesses, wie z.B. ein RTM-Prozess, zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils mit dem Werkzeug erfolgen kann. Das bedeutet, dass zunächst bereits hergestellte faserverstärkte Bauteile aus der Form des Werkzeugs entfernt werden. Dieser Vorgang wird auch als Entformen bezeichnet.When preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component, in particular a CFRP component, for a vehicle, the tool is put into a state in which a process, such as an RTM process, to produce a fiber-reinforced component with the tool. This means that fiber-reinforced components that have already been manufactured are first removed from the mold. This process is also referred to as demolding.
In einem folgenden Verfahrensschritt wird ein Eintrennmittel in die Form des Werkzeugs eingebracht. Dieser Vorgang wird als Eintrennen bezeichnet. Durch das Eintrennmittel soll ein Festsetzen bzw. Festkleben eines hergestellten faserverstärkten Bauteils in der Form verhindert oder zumindest reduziert werden. Das faserverstärkte Bauteil ist somit nach dessen Herstellung leichter aus der Form entformbar. Hierdurch sind Beschädigungen des faserverstärkten Bauteils beim Entformen vermeidbar bzw. zumindest reduzierbar. Eintrennmittel werden auch als Schlichtmittel oder Trennmittel bezeichnet. Es kann vorgesehen sein, dass das Werkzeug bzw. die Form beim Eintrennen elektrostatisch aufgeladen wird. Hierdurch wird das Eintrennmittel beim Eintrennen von dem Werkzeug bzw. der Form angezogen und somit effizienter genutzt. Ein „Overspray“, also ein Verteilen des Eintrennmittels außerhalb des Werkzeugs bzw. der Form ist somit vermeidbar bzw. zumindest reduzierbar.In a subsequent process step, a parting agent is introduced into the mold of the tool. This process is called clipping. The separating agent is intended to prevent or at least reduce a manufactured fiber-reinforced component from sticking or sticking in the mold. The fiber-reinforced component can thus be removed from the mold more easily after it has been produced. As a result, damage to the fiber-reinforced component during demoulding can be avoided or at least reduced. Parting agents are also referred to as sizing agents or release agents. Provision can be made for the tool or the mold to be electrostatically charged when it is cut. As a result, the parting means is attracted to the tool or the mold during parting and is therefore used more efficiently. An “overspray”, i.e. a distribution of the parting agent outside of the tool or mold, can thus be avoided or at least reduced.
Erfindungsgemäß werden das Entformen des hergestellten faserverstärkten Bauteils aus der Form und/oder das Eintrennen des Eintrennmittels in die Form von einer Flugdrohne durchgeführt. Eine Flugdrohne ist ein programmierbares und/oder fernsteuerbares Flugobjekt, das fliegend an das Werkzeug heranbewegbar sowie von diesem wegbewegbar ist. Vorzugsweise wird die Flugdrohne beispielsweise von einer Prozesssteuereinheit eines Fertigungssystems gesteuert. Vorzugsweise ist die Flugdrohne zum stationären Fliegen bzw. Schweben ausgebildet, so dass die Flugdrohne eine konstante Relativposition bzw. konstante relative Lage zum Werkzeug einnehmen kann. Hierdurch sind das Entformen sowie Eintrennen mittels der Flugdrohne vereinfacht. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Flugdrohne das faserverstärkte Bauteil oder zur Herstellung des faserverstärkten Bauteils verwendete Komponenten, wie z.B. Verstärkungsfasern, ein Verstärkungsfasergelege bzw. -geflecht, innerhalb des Fertigungssystems fliegend, insbesondere zur und aus der Form des Werkzeugs, transportiert.According to the invention, the fibre-reinforced component produced is demolded from the mold and/or the separating means is cut into the mold by a flying drone. A flying drone is a programmable and/or remotely controllable flying object that can be moved towards and away from the tool while flying. The flying drone is preferably controlled by a process control unit, for example production system controlled. The flying drone is preferably designed for stationary flying or hovering, so that the flying drone can assume a constant relative position or constant relative position to the tool. This simplifies demoulding and cutting using the flying drone. It can be provided according to the invention that the flying drone transports the fiber-reinforced component or components used to produce the fiber-reinforced component, such as reinforcing fibers, a reinforcing fiber fabric or mesh, flying within the production system, in particular to and from the mold of the tool.
Das Verwenden einer Flugdrohne zum Entformen und/oder Eintrennen hat den Vorteil, dass kein stationäres Transport- sowie kein stationäres Verfahrsystem erforderlich sind. Hierdurch werden ein Platzbedarf reduziert sowie eine Flexibilität eines Fertigungssystems erhöht. Ein derartiges Fertigungssystem ist somit besser an unterschiedliche Fertigungsaufgaben anpassbar. Ferner ermöglicht das Verfahren eine Einsparung von Investitionskosten für ein Fertigungssystem. Überdies hat der Einsatz einer Flugdrohne den Vorteil, dass auch schwer erreichbare Stellen des Werkzeugs leichter zugänglich sind, da die Flugdrohne auf relativ engem Raum sowie um Hindernisse herum navigierbar ist. Überdies ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Verletzungsrisiko für einen Arbeiter reduzierbar, da ein nahes Heranbewegen eines Arbeiters an das Werkzeug nicht mehr notwendig ist. D.h., ein Arbeiter kann sich nicht mehr beim Eintrennen des Eintrennmittels in die Form verletzen, insbesondere aufgrund der Erwärmung der Form verbrennen, da dies erfindungsgemäß die Flugdrohne übernimmt.The use of a flying drone for demolding and/or separating has the advantage that no stationary transport or stationary traversing system is required. This reduces the space requirement and increases the flexibility of a manufacturing system. Such a manufacturing system can thus be better adapted to different manufacturing tasks. Furthermore, the method makes it possible to save investment costs for a production system. Furthermore, the use of a flying drone has the advantage that hard-to-reach parts of the tool are also more easily accessible, since the flying drone can be navigated in a relatively small space and around obstacles. In addition, the risk of injury for a worker can be reduced by means of the method according to the invention, since it is no longer necessary for a worker to move close to the tool. This means that a worker can no longer injure himself when separating the separating means into the mold, in particular burns due to the heating of the mold, since the flying drone takes over this according to the invention.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass beim Eintrennen das Eintrennmittel in die Form des Werkzeugs mittels einer Eintrenndüse einer Sprühvorrichtung eingesprüht wird. Eine Sprühvorrichtung kann erfindungsgemäß einen Speicher für das Eintrennmittel und eine Pumpe und/oder einen Druckspeicher zum Herausdrücken des Eintrennmittels aus dem Speicher durch die Düse in die Form aufweisen. Das Eintrennmittel wird vorzugsweise als Sprühnebel oder feiner Pulverstaub mittels der Eintrenndüse in die Form eingetrennt. Eine Eintrenndüse hat den Vorteil, dass das Eintrennmittel gezielt und somit gleichmäßig in die Form einbringbar ist. Eine Düse ermöglicht bzw. verbessert ein berührungsloses Eintrennen des Eintrennmittels in die Form. Die Sprühvorrichtung ist vorzugsweise an der Flugdrohne angeordnet oder wird durch diese gehalten.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a method that the parting agent is sprayed into the mold of the tool by means of a parting nozzle of a spray device during parting. According to the invention, a spray device can have a reservoir for the separating agent and a pump and/or a pressure reservoir for forcing the separating agent out of the reservoir through the nozzle into the mold. The parting agent is preferably parted into the mold as a spray mist or fine powder dust by means of the parting nozzle. A separating nozzle has the advantage that the separating agent can be introduced into the mold in a targeted and uniform manner. A nozzle enables or improves contactless cutting of the separating agent into the mold. The spraying device is preferably arranged on the flying drone or is held by it.
Vorzugsweise wird die Eintrenndüse beim Eintrennen relativ zur Flugdrohne um mindestens eine Schwenkachse verschwenkt. Besonders bevorzugt wird die Eintrenndüse hierbei um zwei Schwenkachsen verschwenkt. Hierdurch ist ein gezieltes Eintrennen der Form mit Eintrennmittel verbessert. Die Eintrenndüse ist an der Flugdrohne angeordnet. Ein Verschwenken hat den weiteren Vorteil, dass die Flugdrohne beim Eintrennen weniger bewegt werden muss, da bereits durch das Verschwenken der Eintrenndüse das Eintrennen des Eintrennmittels in die Form gezielt steuerbar ist. Ein Energieaufwand für das Eintrennen ist somit reduziert. Das Eintrennmittel ist somit mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig und effizient in der Form verteilbar. The cutting nozzle is preferably pivoted about at least one pivot axis relative to the flying drone during cutting. The parting nozzle is particularly preferably pivoted about two pivot axes. This improves the targeted parting of the mold with parting means. The separating nozzle is arranged on the flying drone. Pivoting has the further advantage that the flying drone does not have to be moved as much during cutting, since the cutting of the cutting-in means into the mold can already be controlled in a targeted manner by pivoting the cutting-in nozzle. An expenditure of energy for the separation is thus reduced. The separating agent can thus be distributed in the mold using simple means as well as being inexpensive and efficient.
Es ist bevorzugt, dass die Flugdrohne zum Entformen des faserverstärkten Bauteils in eine Entformposition relativ zum Werkzeug und/oder zum Eintrennen des Eintrennmittels in eine Eintrennposition relativ zum Werkzeug fliegt. Eine Entformposition ist beispielsweise eine Relativposition der Flugdrohne zum Werkzeug, die für ein Entformen eines faserverstärkten Bauteils durch die Flugdrohne geeignet bzw. besonders günstig ist, beispielsweise in Reichweite einer an der Flugdrohne angeordneten Greifvorrichtung zum Greifen und Entformen des faserverstärkten Bauteils. Eine Eintrennposition ist beispielsweise eine Relativposition der Flugdrohne zum Werkzeug, die für ein Eintrennen bzw. zumindest für ein Starten des Eintrennens der Form geeignet bzw. besonders günstig ist. Die Entformposition und/oder Eintrennposition können erfindungsgemäß vordefinierte Positionen oder dynamisch bestimmte Positionen sein, die in Abhängigkeit von äußeren Einflussfaktoren, wie z.B. Flugbewegungen weiterer Flugdrohnen, bestimmt werden. Vorzugsweise schwebt die Flugdrohnen in der Entformposition und der Eintrennposition. Das Anfliegen einer Entformposition und einer Eintrennposition hat den Vorteil, dass ein Entformen bzw. ein Eintrennen verbessert ist, da diese Prozesse somit während des Fliegens der Flugdrohne erfolgen können.It is preferred that the flying drone flies into a demolding position relative to the mold for demolding the fiber-reinforced component and/or for separating the parting means into a parting position relative to the mold. A demolding position is, for example, a position of the flying drone relative to the mold that is suitable or particularly favorable for demolding a fiber-reinforced component by the flying drone, for example within reach of a gripping device arranged on the flying drone for gripping and demolding the fiber-reinforced component. A parting position is, for example, a relative position of the flying drone to the tool, which is suitable or particularly favorable for parting or at least for starting the parting of the mold. According to the invention, the demoulding position and/or parting position can be predefined positions or dynamically determined positions that are determined as a function of external influencing factors, such as flight movements of other flying drones. The flying drone preferably hovers in the demoulding position and the separating position. Flying to a demolding position and a separating position has the advantage that demoulding or separating is improved, since these processes can thus take place while the flying drone is flying.
Weiter bevorzugt fliegt die Flugdrohne beim Eintrennen des Eintrennmittels ausgehend von der Eintrennposition eine Eintrennflugbahn entlang. Die Flugdrohne führt somit während des Eintrennens eine Flugbewegung entlang der Eintrennflugbahn aus. Die Eintrennflugbahn ist vorzugsweise vordefiniert, kann aber erfindungsgemäß auch dynamisch angepasst werden, z.B. in Abhängigkeit von äußeren Einflussfaktoren, wie beispielsweise Flugbahnen weiterer Flugdrohnen. Beim Entlangfliegen der Eintrennflugbahn weist die Flugdrohne einen definierten Abstand sowie eine bestimmte Lage zur Form auf. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine gleichmäßige Verteilung des Eintrennmittels in der Form verbessert. Insbesondere schwer zugängliche Bereiche der Form sind somit besser mit Eintrennmittel beaufschlagbar. Die Flugbahn der Flugdrohne kann über eine Regelungsvorrichtung geregelt werden. D.h., über Sensoren, die an der Flugdrohne angeordnet sein können, kann permanent die Position der Flugdrohne relativ zu der Form des RTM-Werkzeugs oder zum Bauteil ermittelt werden, und in einer Vergleichsvorrichtung, die ebenfalls in Flugdrohne angeordnet sein kann, können die ermittelten Sensordaten mit abgespeicherte Referenzdaten verglichen werden. Stimmen die ermittelten Sensordaten mit den abgespeicherten Referenzdaten nicht überein, kann die Position der Flugdrohne relativ mittels der Regelungsvorrichtung nachgeregt werden.More preferably, the flying drone flies along a trajectory when cutting in the cutting-in means, starting from the cutting-in position. The flying drone thus performs a flight movement along the cutting trajectory during the cutting. The separation trajectory is preferably predefined, but can also be dynamically adapted according to the invention, for example as a function of external influencing factors, such as the trajectories of other flying drones. When flying along the separation trajectory, the flight drone has a defined distance and a specific position in relation to the shape. In this way, a uniform distribution of the parting agent in the mold is improved with simple means. Areas of the mold that are difficult to access in particular can thus be better treated with parting agent. The trajectory of the flying drone can be controlled by a control device. This means that the position of the drone relative to the shape of the RTM tool or to the component can be permanently determined via sensors that can be arranged on the drone, and the determined sensor data can be used in a comparison device, which can also be arranged in the drone be compared with stored reference data. If the determined sensor data does not match the stored reference data, the relative position of the flying drone can be corrected by means of the control device.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Form vor dem Eintrennen von der Flugdrohne in einem Säuberungsprozess gesäubert wird. Der Säuberungsprozess wird vorzugsweise nach dem Entformen des faserverstärkten Bauteils aus der Form durchgeführt. Beim Säuberungsprozess wird die Form beispielsweise von Schmutz oder Fertigungsrückständen von Verstärkungsfasern und/oder Matrixwerkstoff befreit. Hierfür kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Flugdrohne beim Säubern der Form relativ zu dieser entlang einer vordefinierten, dynamisch angepassten oder willkürlichen Säuberungsbahn fliegt. Ein Säubern mittels der Flugdrohne hat den Vorteil, dass auch schwer zugängliche Bereiche der Form mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig gesäubert werden. Somit ist RTM-Prozess mit einfachen Mitteln verbesserbar.Provision can be made according to the invention for the mold to be cleaned in a cleaning process before it is cut in by the flying drone. The cleaning process is preferably carried out after the fiber-reinforced component has been removed from the mold. During the cleaning process, the mold is freed from dirt or production residues from reinforcing fibers and/or matrix material, for example. For this purpose, it can be provided according to the invention that the flying drone flies along a predefined, dynamically adapted or random cleaning path relative to the mold when cleaning it. Cleaning by means of the flying drone has the advantage that even areas of the mold that are difficult to access can be cleaned using simple means and at low cost. The RTM process can thus be improved with simple means.
Weiter bevorzugt erfolgt das Säubern der Form durch Beaufschlagen der Form mit einem Medium und/oder durch Beaufschlagen der Form mit einem Druckmedium und/oder durch Absaugen. Beim Beaufschlagen der Form mit einem Medium wird beispielsweise ein Reinigungsmedium, insbesondere ein Reinigungsmittel, das zum Lösen bzw. Binden von Matrixmaterial und/oder Eintrennmittel ausgebildet ist, in die Form eingebracht. Dies kann beispielsweise über eine Reinigungsdüse erfolgen, die an der Flugdrohne angeordnet ist. Das Reinigungsmittel wird vorzugsweise in Form eines Sprühnebels in die Form eingesprüht. Beim Beaufschlagen der Form mit einem Druckmedium wird beispielsweise Druckluft in die Form eingeblasen, insbesondere mittels einer Druckluftvorrichtung, die an der Flugdrohne angeordnet ist. Durch die Druckluft werden beispielsweise Schmutzpartikel oder sonstige Verunreinigungen und Rückstände aus der Form geblasen oder zumindest von einer Wand der Form abgelöst. Beim Absaugen werden z.B. Schmutzpartikel oder sonstige Verunreinigungen und Rückstände aus der Form abgesaugt, insbesondere mittels einer Absaugvorrichtung, die an der Flugdrohne angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein effizientes Säubern der Form mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig sichergestellt. More preferably, the mold is cleaned by subjecting the mold to a medium and/or by subjecting the mold to a pressure medium and/or by suction. When a medium is applied to the mold, for example a cleaning medium, in particular a cleaning agent which is designed to dissolve or bind matrix material and/or separating agent, is introduced into the mold. This can be done, for example, via a cleaning nozzle that is arranged on the flying drone. The cleaning agent is preferably sprayed into the mold in the form of a spray mist. When a pressure medium is applied to the mold, for example, compressed air is blown into the mold, in particular by means of a compressed air device that is arranged on the flying drone. For example, dirt particles or other impurities and residues are blown out of the mold or at least detached from a wall of the mold by the compressed air. During suction, e.g. dirt particles or other impurities and residues are sucked out of the mold, in particular by means of a suction device that is arranged on the flying drone. In this way, efficient cleaning of the mold with simple means and at low cost is ensured.
Besonders bevorzugt erfolgt das Entformen des faserverstärkten Bauteils aus der Form des Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, über eine Saugvorrichtung oder eine Greifvorrichtung der Flugdrohne. Bei einer Saugvorrichtung ist ein Sauger der Saugvorrichtung zum Entformen eines faserverstärkten Bauteils an einer, vorzugsweise einer ebenen bzw. im Wesentlichen ebenen, Oberfläche des faserverstärkten Bauteils anordenbar sowie mittels Unterdruck an dieser festsaugbar. Bei einer Greifvorrichtung ist vorzugsweise ein hervorstehender Teilbereich, wie z.B. ein Flansch, des faserverstärkten Bauteils mittels eines Greifers der Greifvorrichtung greifbar. Eine derartige Saugvorrichtung und Greifvorrichtung haben den Vorteil, dass das faserverstärkte Bauteil mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig von der Flugdrohne aus der Form entformbar ist bzw. entformt wird.The fiber-reinforced component is particularly preferably demoulded from the mold of the tool, in particular an RTM or wet pressing tool, via a suction device or a gripping device of the flying drone. In a suction device, a suction device of the suction device for demolding a fiber-reinforced component can be arranged on a, preferably a flat or essentially flat, surface of the fiber-reinforced component and can be sucked onto it by means of negative pressure. In the case of a gripping device, a protruding part, such as a flange, of the fiber-reinforced component can preferably be gripped by means of a gripper of the gripping device. Such a suction device and gripping device have the advantage that the fiber-reinforced component can be removed from the mold by the flying drone or is removed from the mold using simple means and inexpensively.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Form und/oder das hergestellte faserverstärkte Bauteil von der Flugdrohne mittels einer Erfassungsvorrichtung erfasst werden. Eine Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise als optische Erfassungsvorrichtung, insbesondere eine Kamera, als akustische Erfassungsvorrichtung, wie z.B. ein Sonar, als thermische Erfassungsvorrichtung, wie z.B. eine Infrarotkamera, oder dergleichen ausgebildet sein. Mittels der Erfassungsvorrichtung sind Betriebszustände des Werkzeugs, wie z.B. eine Temperatur und/oder eine Verschmutzung und/oder eine Verteilung von Eintrennmittel in der Form leicht sowie mit einfachen Mitteln erfassbar. Mittels solcher Informationen ist eine Steuerung bzw. Regelung der Flugdrohne verbesserbar, da bzw. ein Reinigungsvorgang anhand der ermittelten Verschmutzung der Form oder ein Eintrennvorgang anhand der ermittelten Verteilung des Eintrennmittels anpassbar sind. Hierdurch kann eine verbesserte Prozesssicherheit sowie bessere Produktqualität des Prozesses, wie z.B. des RTM- oder Nasspress-Prozesses bewirkt werden.According to a preferred embodiment of the method, it can be provided according to the invention that the mold and/or the fiber-reinforced component produced are recorded by the flying drone by means of a recording device. A detection device can be designed, for example, as an optical detection device, in particular a camera, as an acoustic detection device such as a sonar, as a thermal detection device such as an infrared camera, or the like. Operating states of the tool, such as temperature and/or soiling and/or distribution of parting agent in the mold, can be detected easily and with simple means by means of the detection device. Such information can be used to improve control or regulation of the flying drone, since a cleaning process can be adapted based on the determined contamination of the mold or a separating process based on the determined distribution of the separating agent. This can result in improved process reliability and better product quality of the process, such as the RTM or wet pressing process.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Flugdrohne zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils für ein Fahrzeug. Die Flugdrohne weist eine Flugeinheit zum Fliegen sowie eine Sprühvorrichtung mit einer Eintrenndüse zum Eintrennen eines Eintrennmittels in eine Form des Werkzeugs auf. Ferner ist die Flugdrohne zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.According to a second aspect of the invention, the object is achieved according to the invention by a flying drone for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component for a vehicle. The flight drone has a flight unit for flying and a spraying device with a parting nozzle for parting a parting agent into a mold of the tool. Furthermore, the flying drone is designed to carry out the method according to the invention.
Die Flugdrohne weist vorzugsweise eine eigene Energiequelle, wie z.B. eine wiederaufladbare Batterie, auf. Vorzugsweise weist die Flugdrohne Selbststabilisierungsmittel auf, die ein Schweben der Flugdrohne ermöglichen sowie eine einfache Steuerung der Flugdrohne gewährleisten. Weiter bevorzugt ist die Flugdrohne fernsteuerbar und/oder zum Ausführen eines in der Flugdrohne gespeicherten Arbeitsprogramms ausgebildet. Ein derartiges Arbeitsprogramm kann beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Arbeitsschritte aufweisen: Heranfliegen an ein Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, Heranfliegen in eine Eintrennposition, Heranfliegen in eine Entformposition, Abfliegen einer Eintrennflugbahn, Verschwenken oder Bewegen einer Eintrenndüse bzw. Reinigungsdüse, Starten sowie Beenden eines Eintrennprozesses, Halten bzw. Greifen eines faserverstärkten Bauteils zum Entformen aus der Form und dergleichen. Somit kann die Flugdrohne autonom bzw. im Wesentlichen autonom betrieben werden. Bevorzugte Flugdrohnen weisen zwischen zwei und sechs, vorzugsweise vier, Rotoren auf. Vorzugsweise weist die Flugdrohne Mittel zur Positions- sowie Lagebestimmung der Flugdrohne auf, wie z.B. gyroskopische Sensoren, GPS-Empfänger, Kamera, Sonar oder dergleichen. Somit wird gewährleistet, dass die Flugdrohne im Fertigungssystem kollisionsfrei sowie zuverlässig navigierbar ist.The flying drone preferably has its own energy source, such as a rechargeable battery. Preferably points the flight drone self-stabilization means that allow the drone to hover and ensure easy control of the drone. More preferably, the flying drone can be remotely controlled and/or is designed to execute a work program stored in the flying drone. Such a work program can, for example, have one or more of the following work steps: flying to a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, flying to a cutting position, flying to a demolding position, flying along a cutting trajectory, pivoting or moving a cutting nozzle or cleaning nozzle, Starting and ending a cutting process, holding or gripping a fiber-reinforced component for demolding from the mold and the like. The flying drone can thus be operated autonomously or essentially autonomously. Preferred flying drones have between two and six, preferably four, rotors. The flying drone preferably has means for determining the position and location of the flying drone, such as gyroscopic sensors, GPS receivers, cameras, sonar or the like. This ensures that the flying drone is collision-free and reliably navigable in the production system.
Bei der beschriebenen Flugdrohne ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.All the advantages that have already been described for a method for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component for a vehicle according to the first aspect of the invention result from the flying drone described.
Vorzugsweise weist die Sprühvorrichtung einen Tank zur Aufnahme sowie Abgabe des Eintrennmittels auf. Vorzugsweise ist eine Einfüllvorrichtung des Tanks derart ausgebildet, dass ein automatisches Befüllen des Tanks mit Eintrennmittel, beispielsweise in einer automatischen Befüllstation, erleichtert ist. Hierfür ist die Einfüllvorrichtung vorzugsweise an einer Außenseite der Flugdrohne angeordnet oder zumindest von außen leicht erreichbar. Durch einen Tank ist die Flugdrohne besonders flexibel sowie autonom innerhalb eines Fertigungssystems einsetzbar.The spraying device preferably has a tank for receiving and dispensing the separating agent. A filling device of the tank is preferably designed in such a way that automatic filling of the tank with separating agent, for example in an automatic filling station, is facilitated. For this purpose, the filling device is preferably arranged on an outside of the flying drone or is at least easily accessible from the outside. With a tank, the flying drone can be used particularly flexibly and autonomously within a production system.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Flugdrohne eine optische Erfassungsvorrichtung zum optischen Erfassen der Form und/oder des faserverstärkten Bauteils und/oder eine thermische Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Temperatur der Form und/oder des faserverstärkten Bauteils aufweist. Eine optische Erfassungsvorrichtung ist beispielsweise als Kamera ausgebildet, mittels der zumindest ein für den Menschen sichtbares Spektrum von Lichtwellen erfassbar ist. Mittels der optischen Erfassungsvorrichtung sind beispielsweise Verschmutzungen und Rückstände in der Form erfassbar. Ferner ist das faserverstärkte Bauteil mittels der optischen Erfassungsvorrichtung auf äußere Fehler, wie z.B. Defekte auf der Bauteiloberfläche, untersuchbar. Eine thermische Erfassungsvorrichtung ist vorzugsweise zum berührungslosen Erfassen von Temperaturen, insbesondere als Infrarotkamera bzw. Infrarotsensor, ausgebildet. Mittels der thermischen Erfassungsvorrichtung ist beispielsweise eine Temperatur eines hergestellten faserverstärkten Bauteils ermittelbar. Somit ist z.B. bestimmbar, ob ein Entformen des faserverstärkten Bauteils aus der Form erfolgen kann oder ob ein weiteres Abkühlen erforderlich ist. Derartige Erfassungsvorrichtungen haben den Vorteil, dass eine verbesserte Prozessüberwachung durch die Flugdrohne bereitgestellt wird. Hierdurch können Prozesssicherheit sowie Produktqualität eines Prozessen, wie z.B. eines RTM- oder Nasspress-Prozesses weiter verbessert werden.It can be provided according to the invention that the flying drone has an optical detection device for optically detecting the mold and/or the fiber-reinforced component and/or a thermal detection device for detecting a temperature of the mold and/or the fiber-reinforced component. An optical detection device is designed, for example, as a camera, by means of which at least one spectrum of light waves that is visible to humans can be detected. For example, contamination and residues in the mold can be detected by means of the optical detection device. Furthermore, the fiber-reinforced component can be examined for external faults, such as defects on the component surface, using the optical detection device. A thermal detection device is preferably designed for contactless detection of temperatures, in particular as an infrared camera or infrared sensor. For example, a temperature of a fiber-reinforced component produced can be determined by means of the thermal detection device. It is thus possible to determine, for example, whether the fiber-reinforced component can be removed from the mold or whether further cooling is required. Such detection devices have the advantage that improved process monitoring is provided by the flying drone. As a result, process reliability and product quality of a process, such as an RTM or wet pressing process, can be further improved.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Flugdrohne eine induktive Ladeeinheit zur induktiven Aufnahme elektrischer Energie auf. Die induktive Ladeeinheit ist zum Aufladen des Energiespeichers der Flugdrohne ausgebildet. Dies kann beispielsweise an einer induktiven Ladestelle des Fertigungssystems erfolgen. Die Flugdrohne ist hierfür an die Ladestelle derart heranzubewegen, vorzugsweise heranzufliegen, dass die induktive Ladeeinheit der induktiven Ladestelle benachbart ist. Durch Induktion ist elektrische Energie auf die Flugdrohne bzw. in den Energiespeicher der Flugdrohne übertragbar. Vorzugsweise sind derartige Ladestellen innerhalb des Fertigungssystems an mindestens einer Stelle angeordnet, an der die Flugdrohne während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils für ein Fahrzeug über einen Zeitraum verweilt bzw. verweilen muss. Somit ist ein Laden des Energiespeichert verbessert. In a preferred embodiment, the flying drone has an inductive charging unit for inductively absorbing electrical energy. The inductive charging unit is designed to charge the energy store of the flying drone. This can be done, for example, at an inductive charging point of the manufacturing system. For this purpose, the flying drone is to be moved, preferably flown, towards the charging point in such a way that the inductive charging unit is adjacent to the inductive charging point. Electrical energy can be transferred to the flying drone or to the energy store of the flying drone by induction. Such loading points are preferably arranged within the production system at at least one point at which the flying drone remains for a period of time while the method according to the invention for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component for a vehicle is being carried out or must stay. This improves charging of the energy store.
Eine derartige induktive Ladeeinheit hat den Vorteil, dass ein Laden des Energiespeichers mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig verbessert ist. Eine Einsatzzeit der Flugdrohne ist somit verlängerbar.Such an inductive charging unit has the advantage that charging of the energy store is improved with simple means and at low cost. A deployment time of the flying drone can thus be extended.
Zusätzlich oder alternativ ist die Flugdrohne über ein Kabel aufladbar.Additionally or alternatively, the flying drone can be charged via a cable.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Fertigungssystem zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen für ein Fahrzeug. Das Fertigungssystem weist mindestens eine Fertigungsstation, insbesondere eine RTM- und/oder Nasspress-Fertigungsstation, zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils mit einem eine Form aufweisenden Werkzeug zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils auf. Ferner weist Fertigungssystem eine erfindungsgemäße Flugdrohne zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Vorzugsweise weist das Fertigungssystem mehrere Flugdrohnen auf, die vorzugsweise miteinander kommunizieren können, beispielsweise um Kollisionen zu vermeiden, Arbeitsprozesse zu optimieren oder Arbeitsaufgaben untereinander zu verteilen. Eine Flugdrohne mit einem relativ leeren Energiespeicher kann somit eine Entformsowie Transportaufgabe eines faserverstärkten Bauteils an eine weitere Flugdrohne mit einem volleren Energiespeicher übertragen und stattdessen eine Ladestelle anfliegen. Dasselbe gilt beispielsweise für eine Flugdrohne, die einen Füllstand des Tanks aufweist, der für einen kompletten Eintrennzyklus, wie z.B. das Eintrennen einer kompletten Form, zu gering ist.According to a third aspect of the invention, the object is achieved according to the invention by a manufacturing system for manufacturing fiber-reinforced components for a vehicle. The manufacturing system has at least one manufacturing station, in particular an RTM and/or wet-pressing manufacturing station, for the production of a fiber-reinforced component having a mold Tool for producing a fiber-reinforced component. Furthermore, the production system has a flying drone according to the invention for carrying out the method according to the invention. The production system preferably has a number of flying drones, which can preferably communicate with one another, for example in order to avoid collisions, to optimize work processes or to distribute work tasks among one another. A flying drone with a relatively empty energy store can thus transfer a demoulding and transport task of a fiber-reinforced component to another flying drone with a fuller energy store and fly to a loading point instead. The same applies, for example, to a flying drone that has a level in the tank that is too low for a complete cutting cycle, such as cutting a complete mold.
Bei dem beschriebenen Fertigungssystem ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Vorbereiten eines Werkzeugs, insbesondere eines RTM- oder Nasspress-Werkzeugs, für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.All the advantages that have already been described for a method for preparing a tool, in particular an RTM or wet pressing tool, for the production of a fiber-reinforced component for a vehicle according to the first aspect of the invention result from the described manufacturing system.
Eine erfindungsgemäße Flugdrohne sowie ein erfindungsgemäßes Fertigungssystem zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen für ein Fahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 in einer Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flugdrohne, und -
2 in einer Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems.
-
1 a top view of a preferred embodiment of a flying drone according to the invention, and -
2 in a plan view a preferred embodiment of a manufacturing system according to the invention.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
In
Die Flugeinheit 11 weist einen Energiespeicher 17 zum Speichern von elektrischer Energie, der beispielsweise als aufladbare Batterie ausgebildet ist, auf. Ferner weist die Flugeinheit 11 eine induktive Ladeeinheit 13 zum Laden des Energiespeichers 17 auf. An der Flugeinheit 11 ist ein Tank 12 zur Aufnahme von Eintrennmittel 4 sowie zur Abgabe des Eintrennmittels 4 an die Sprühvorrichtung 7 angeordnet. Überdies ist an der Flugeinheit 11 eine Erfassungsvorrichtung 10 zum Erfassen eines Zustands der Form 3 und/oder eines hergestellten faserverstärkten Bauteils 2 angeordnet. Die Erfassungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise als Kamera ausgebildet.The
In
Das Fertigungssystem 14 weist eine zweite Flugdrohne 5b mit einer Greifvorrichtung 18 auf. Mittels eines Greifers der Greifvorrichtung 18 ist ein faserverstärktes Bauteil 2 an der Greifvorrichtung 18 gehalten. In dem dargestellten Zustand transportiert die zweite Flugdrohne 5b das faserverstärkte Bauteil 2 fliegend innerhalb des Fertigungssystems 14, beispielsweise zu einem nicht dargestellten Lager zum Lagern des faserverstärkten Bauteils 2 oder einer nicht gezeigten weiteren Fertigungsstation zum weiteren Bearbeiten des faserverstärkten Bauteils 2. Erfindungsgemäß kann ein Fertigungssystem 14 eine Vielzahl von gleich und/oder unterschiedlich ausgebildeten erfindungsgemäßen Flugdrohnen 5 aufweisen.The
Das Fertigungssystem 14 weist eine Steuereinheit 20 zum Steuern und kontrollieren des Fertigungssystems 14, insbesondere der Prozesse des Fertigungssystems 14, auf. Über eine Funkverbindung kann die Steuereinheit 20 mit den Flugdrohnen 5 kommunizieren, Daten, wie z.B. Positions- oder Lagedaten der Flugdrohne 5, erfasste Zustandsdaten der Form 3 oder des faserverstärkten Bauteils 2 oder dergleichen. Ferner kann die Steuereinheit 20 Arbeitsanweisungen, wie z.B. Flugbahnen, Eintrennabläufe, Transportbefehle oder dergleichen über die Funkverbindung an die Flugdrohnen 5 übermitteln. Flugbahnen der Flugdrohnen 5 sind somit von der Steuereinheit 20 steuerbar, insbesondere zum zielgenauen Anfliegen von Arbeitspositionen innerhalb des Fertigungssystems 14 sowie zum Vermeiden von Kollisionen der Flugdrohnen 5.The
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- WerkzeugTool
- 22
- faserverstärktes Bauteilfiber-reinforced component
- 33
- Formshape
- 44
- Eintrennmittelseparating agent
- 55
- Flugdrohneflying drone
- 5a5a
- erste Flugdrohnefirst flying drone
- 5b5b
- zweite Flugdrohnesecond flying drone
- 66
- Eintrenndüseparting nozzle
- 77
- Sprühvorrichtungspray device
- 88th
- Schwenkachsepivot axis
- 99
- Saugvorrichtungsuction device
- 1010
- Erfassungsvorrichtungdetection device
- 1111
- Flugeinheitflight unit
- 1212
- Tanktank
- 1313
- induktive Ladeeinheitinductive charging unit
- 1414
- Fertigungssystemmanufacturing system
- 1515
- Fertigungsstationmanufacturing station
- 1616
- SaugerMammal
- 1717
- Energiespeicherenergy storage
- 1818
- Greifvorrichtunggripping device
- 1919
- Gelenkarmarticulated arm
- 2020
- Steuereinheit control unit
- BB
- Eintrennflugbahnseparation trajectory
- EE
- Eintrennpositionparting position
Claims (15)
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-
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
DE102009018887A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for producing a trim part for an interior of a vehicle |
DE102013207723A1 (en) | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Innfa Gmbh | Method and device for producing fiber composite parts |
GB2525900A (en) | 2014-05-07 | 2015-11-11 | Imp Innovations Ltd | Method of using a device capable of controlled flight |
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