Entwicklung flexibler Montagetechnologien zur Analyse, Wiederverwendung und Demontage von Batterien für einen nachhaltigen Ressourceneinsatz

Das Gesamtziel des Kooperations-Projektes EKODA besteht darin, Stoffkreisläufe durch effiziente und wirtschaftliche Demontage und Remanufacturingprozesse von Automobilkomponenten zu schließen. Abgeleitet aus dem Gesamtziel des Verbundes ist das Ziel von FFT als Anlagenintegrator die Entwicklung von flexiblen (De-)Montagetechnologien für Fahrzeugbatterien. Hierbei stehen neben dem für ein Industrieunternehmen wichtige ökonomische Faktor vor allem der ökologische Einfluss und sicherheitsrelevante Reifegrad der zu entwickelnden Technologien im Vordergrund. Dementsprechend liegt ein starker Fokus auf der Analyse der Kapazität und Restlebensdauer von gebrauchten Automobilbatterien sowie einem zu entwickelnden und anschließend zu etablierenden Zertifizierungsprozess für eine garantierte Leistungsfähigkeit bei der Weiterverwertung.

Modulare Fertigung und verteilte Steuerung über interoperable digitale Zwillinge

Das Vorhaben „MODAPTO – Modular Manufacturing and distributed control via interoperable Digital Twins“ ist ein im EU-Programm „Horizont Europe“ gefördertes Forschungsprojekt, in dem modulare Produktionsmodule via interoperable digitale Zwillinge abgebildet und flexibilisiert werden. Im FFT-Anwendungsfall werden Roboter‑ und Technologiesysteme (hier: Punktschweißen und Rollfalzen) digital erfasst und um Energie‑ und Emissionsanalysen ergänzt. Mittels integrierter Sensorik und FMU-basierten Verhaltensmodellen werden Energieverbräuche und CO₂-Emissionen einzelner Produktionsschritte berechnet und prognostiziert. Ziel ist die Entwicklung einer modularen, energieoptimierten Anlagenarchitektur, die Entscheidungen auf Basis prognostizierter Energieverbräuche und Emissionen unterstützt. Durch die Nutzung standardisierter, industrieller Digitaler Zwillinge wird der Transfer der entwickelten Methoden auf weitere Technologien wie beispielsweise auf den Leichtbaugreifer.

Innovative Fertigungstechnologie für geklebte Metallrümpfe

Das Gesamtziel des Vorhabens ist es, eine neue Methodik, neue Prozesse und eine neue Anlagentechnologie für metallische Rumpfbauteile zu entwickeln. Der Fokus dieser Fertigungsanlage liegt auf der Erarbeitung von Fertigungsverfahren für das metallische Kleben, das einen erheblichen Beitrag zur Erhöhung von Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit, Digitalisierung und Automatisierung leistet und die Grundlagen für die Hochratenproduktion geklebter Metallrümpfe schafft. Eine große Herausforderung hierbei ergibt sich durch die sphärisch gekrümmte Haut, wodurch auch die Bleche und Versteifungselemente unterschiedliche Geometrien aufweisen. Die Fertigungsmittel müssen dementsprechend einen hohen Grad an Flexibilität mitbringen. Die Prozesse müssen darüber hinaus robust und sicher sein, um eine hohe Fertigungskadenz aufzuweisen. Im Projekt GREATER wird dazu anhand einer Demonstratorstruktur das Stringerhandling von FFT umgesetzt, wobei die Ablagetoleranz die zentrale Herausforderung darstellt. Mittels optischer Erfassung der Bauteile und Anlagen und eines in das Handlingsystem integrierten Ausgleichsmechanismus wird diese Ehrausforderung angegangen. 

Herstellverfahren für Einfach gekrüMmtE stringerversteifte Rumpfhäute für hohe FertigungsrAten

Für die HEMERA angestrebte integrale Bauweise von Rumpfstrukturen aus CFK sind Automatisierung und Toleranzmanagement unverzichtbar. FFT wird das hochratenfähige Handling von Stringerperforms mit diesem Fokus entwickeln sowie anhand eines Demonstratoraufbaus umsetzen. Dabei kann auf KnowHow aus verschiedenen Forschungsvorhaben zur Verarbeitung von textilen Halbzeugen in der Luftfahrtindustrie zurückgegriffen werden. Daneben sollen zur Zielerreichung unternehmensinterne Technologien und Produkte wie Leichtbaugreifer, optische Messsysteme und KI-basierte Tools zur Datenauswertung an den Use Case adaptiert und in die Anlage integriert werden.

Experimentelle und simulative Analyse von material- und oberflächenspezifischen Attributen bei hochfesten Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen sind Schlüsselwerkstoffe für den Leichtbau, doch ihre Verarbeitung ist komplex: Oxidschichten, Passivierung und Schmiermittel beeinflussen die Schweißqualität und verursachen Ausschuss. Im Projekt AnAttAl entwickeln EDI, MPA, FFT und Evobeam eine KI-basierte Lösung, die Material- und Oberflächeneigenschaften analysiert und das Fügeergebnis vorhersagt. FFT übernimmt den Aufbau von Schweißsystemen, validiert diese mit geeigneten Prüfsystemen und bildet damit die Datengrundlage für die Projektpartner zur Entwicklung von Softwaremodulen zur Sicherung der Datentraceability. Durch digitale Methoden und KI-gestützten Analysen wird die Beziehung zwischen Material, Prozess und Qualität transparent. Die Zielsetzung ist ein Werkzeug, das Ausschuss reduziert, Ressourcen schont und die Wettbewerbsfähigkeit stärkt. Zusätzlich sollen die Stabilität und Resilienz der Schweißprozesse hinsichtlich unterschiedlicher Materialeinflussfaktoren gestärkt werden. Dies ist ein wichtiger Schritt für nachhaltige Produktion und Digitalisierung im Leichtbau.

Mini-Environment für die Herstellung von Batteriezellen

Das Gesamtziel des Vorhabens “QueEn” ist es, eine Mini-Environment für die Herstellung von Batteriezellen zu entwickeln. In diesem Projekt werden Lösungsansätze und Technologien entwickelt, welche nachhaltig die gesamte Wertschöpfungskette unter wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Aspekten optimieren und eine neue Generation von Anlagentechnik in der Batteriezellfertigung einleitet. Die Attraktivität der Lösung basiert in der enormen Energiereduzierung, welche durch prozess- oder gar produktnaher Einkapslungen umgesetzt wird. Die Strategie für die Energiereduktion basiert auf der Ausdifferenzierung und Verkleinerung der Fertigungsbereiche in eine sog. Mini-Environment. Hierzu werden einzelne Prozessschritte in gekapselten Fertigungsbereichen durchgeführt, die deutlich geringere Raumvolumina. somit weniger Energie bei der Erzeugung der Reinraumumgebung beanspruchen.

Im Speziellen tritt FFT hier als Innovator im Bereich Versiegelung und Elektrolytbefüllung sowie als Entwickler und Integrator für die Mini Environments auf. Hierbei muss sichergestellt werden, dass keine gesundheitsgefährdenden Stoffe aus dem Mini-Environment austreten können. Zugleich muss ausgeschlossen werden, dass Luftfeuchtigkeit in das Mini-Environment eintritt, da dies die Herstellung leistungsstarker Batteriezellen ausschließt. Zudem müssen eine vollautomatisierte Anlagenverkettung und die reibungslose Versorgung der Gesamtanlage mit Medien, Halbzeugen, Energie, etc. sichergestellt werden. 

Füge- und Montageprozesse für kryogene Faserverbund-Wasserstofftanks

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Füge- und Montageprozessen für einen Flüssigwasserstofftank in Faserverbundbauweise für ein wasserstoffangetriebenes Verkehrsflugzeug. Es sollen H2-dichte Verbindungen von Strukturkomponenten erzeugt werden und Systemkomponenten integriert werden. Innerhalb des Vorhabens werden Klebstoffe für den Einsatz in kyrogenen Wasserstofftanks spezifiziert und untersucht. Die entwickelten Systemlösungen und Technologien werden anhand der Wertschöpfungskette unter wirtschaftlichen und klimafreundlichen Aspekten ausgearbeitet und optimiert, um den neuen Sektor der nachhaltigen Luftfahrt langfristig aufzubauen. FFT ist in HyTank für die Montage der Tanksegmente verantwortlich, wobei Automatisierungskonzepte und toleranzgerechtes Handling der Bauteile im Fokus stehen.

Klimaschonende, automatisierte Montagetechnologien für durchgängig einseitig zugängliche Längs- und Quernähte

Im Projekt kaMeL werden nachhaltige und automatisierte Montagetechnologien für das Fügen metallischer Flugzeugrümpfe entwickelt. Durch innovative stoffschlüssige Fügeprozesse und flexible Automatisierungssysteme für das Positionieren, Dichten und Fügen von Rumpfschalen werden Strukturgewicht und Ressourceneinsatz reduziert, die Effizienz der Produktion gesteigert und die Ergonomie verbessert. Im Bereich der Längsnähte wird das Rührreibschweißverfahren weiterentwickelt. Dafür werden neuartige Verfahren und Vorrichtungen zur präzisen Fixierung der Schalen und die Prozesstechnologien zur Schweißnahtvorbereitung und -nachbehandlung entwickelt und erprobt. Im Bereich der Quernähte wird den Defiziten des konventionellen Verfahrens (Nieten) durch die Entwicklung flexibler, automatisierter Positionier- und Dichtprozesse begegnet.

Entwicklung einer modularen und hybriden Integrationsplattform zur Analyse und Validierung hochdynamischer Flugsteuerungssysteme

Innerhalb des Verbundprojektes WISDOM wird eine Validierungsplattform entwickelt und gebaut, mit der zukünftige, hochdynamische und intelligente Flugsteuerungssysteme für langgestreckte Tragflügel in einer hybriden Testumgebung untersucht werden können. Dabei werden innovative und sicherheitskritische Funktionen wie z.B. eine aktive Lastabminderung oder Flatterunterdrückung implementiert und analysiert. Das Ziel des Projekts ist es, die neuen Systeme bezüglich ihres Zusammenwirkens und ihrer Leistungsfähigkeit zu bewerten und damit Rückschlüsse auf den Reifegrad der Technologie zu ziehen.

Serienmäßige Herstellung von Wasserstoff-Elektrolyseuren – QT 4.2 Fertigung und Robotik

Das Vorhaben „H2Giga – QT 4.2 FertiRob“ ist ein über die FFT-Standorte Fulda, Bremen und Hamburg übergreifendes Forschungsprojekt. Dabei soll eine modulare Produktionsanlage für Wasserstoff-Elektrolyseure im Gigawattbereich entwickelt und prototypisch umgesetzt werden. Das Querschnittsthema QT 4.2 – FertiRob befasst sich mit Automatisierungslösungen für die verschiedenen Teilprobleme bei der Herstellung, Montage und Demontage von Stacks und Elektrolyseuren. Um eine effiziente und flexible Anwendbarkeit und eine einfache Skalierbarkeit zu gewährleisten, wird ein modulares Automatisierungssystem entwickelt. Ziel ist es, optimierte Fertigungstechnologien und digitale Lösungen zu einer Gesamtanlage zu verknüpfen, um eine qualitativ hochwertige Elektrolyseur-Produktion zu gewährleisten.