Die globale Luftfahrtindustrie steht vor einem einschneidenden Wandel. Während in den vergangenen Jahren vor allem Flugperformance und Reichweite im Fokus standen, verschieben sich die Anforderungen zunehmend hin zur industriellen Skalierbarkeit und Kosteneffizienz. Moderne Luftfahrtsysteme müssen heute nicht nur leistungsfähig und leicht sein, sondern vor allem wirtschaftlich in hoher Stückzahl produziert werden können. Genau darin liegt aktuell eine der größten Herausforderungen der Fertigung – nicht zuletzt auch in der unbemannten Luftfahrt.
Insbesondere im Bereich struktureller Composite-Bauteile entsteht ein erheblicher Transformationsdruck. Viele bestehende Entwicklungs- und Fertigungsansätze stammen ursprünglich aus klassischen Luftfahrtanwendungen mit vergleichsweise kleinen Produktionsvolumina. Verfahren wie Autoclave-Prepreg-Prozesse liefern zwar hochperformante Strukturen, sind jedoch hinsichtlich Zykluszeit, Automatisierungsgrad und Produktionskosten nur eingeschränkt für die Massenfertigung von Flugzeugen und Luftfahrtkomponenten geeignet.
Mit der zunehmenden Industrialisierung des Marktes verändern sich daher die Prioritäten. Entscheidend wird nicht mehr ausschließlich die maximale mechanische Performance einzelner Komponenten, sondern die Fähigkeit, Composite-Strukturen reproduzierbar, automatisiert und kosteneffizient in großen Stückzahlen herzustellen. Hier können wir Sie bei CIKONI tiefgehend unterstützen.
Automatisierung wird zum zentralen Faktor der Luftfahrtproduktion
Die industrielle Luftfahrt erfordert hochautomatisierte Produktionsprozesse. Nur durch konsequente Automatisierung lassen sich die künftig benötigten Stückzahlen wirtschaftlich realisieren. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Prozessstabilität, Qualitätssicherung und Skalierbarkeit der Fertigung.
Viele der hierfür relevanten Technologien wurden in den vergangenen Jahren bereits in der Automotive-Composite-Industrie entwickelt und industrialisiert. Insbesondere im Bereich automatisierter Composite-Fertigung existieren heute etablierte Technologien, die enormes Potenzial für die Serienfertigung von Luftfahrtzeugen bieten.
Ein zentrales Beispiel hierfür sind moderne RTM-Prozessketten. Beim Resin Transfer Molding werden zunächst trockene Faser-Preforms automatisiert hergestellt und anschließend in geschlossenen Werkzeugen unter Hochdruck mit Harz injiziert. Diese Fertigungsstrategie ermöglicht eine hohe Reproduzierbarkeit, kurze Zykluszeiten und einen deutlich reduzierten manuellen Arbeitsaufwand. Gerade für strukturelle Strukturbauteile wie Frames, Gehäusestrukturen oder lasttragende Komponenten bietet die RTM-Technologie erhebliche Vorteile für die industrielle Massenfertigung.
Parallel dazu gewinnt Automated Fiber Placement zunehmend an Bedeutung. Durch die automatisierte Ablage von Faser-Tapes lassen sich hochgradig geteilte Laminataufbauten realisieren, die gezielt an die Lastpfade der Struktur angepasst werden können. Dadurch entstehen besonders effiziente und gewichtsoptimierte Composite-Strukturen. Gleichzeitig eröffnet die Technologie neue Möglichkeiten für funktional integrierte Bauteile und hochautomatisierte Produktionsabläufe. Ein aktueller Trend zu Low-Cost AFP-Systemen gibt diesen Systemen zusätzlichen Aufwind in der hochskalierten Aerospace-Fertigung.
Auch thermoplastische Composite-Bauweisen entwickeln sich zunehmend zu einem relevanten Baustein moderner Luftfahrtfertigung. Im Gegensatz zu klassischen duroplastischen Systemen entfällt hierbei die chemische Aushärtung des Materials und damit der Bottle-Neck der Zykluszeit. Dies reduziert die Taktzeit erheblich und ermöglicht hochautomatisierte Produktionsprozesse mit deutlich höherem Durchsatz. Zusätzlich entstehen Potenziale hinsichtlich Schweißbarkeit, Reparaturfähigkeit, Rezylierbarkeit und Elastizität.
Der eigentliche Schlüssel liegt im Design for (Mass-)Manufacturing
Trotz aller Fortschritte in der Fertigungstechnologie entscheidet jedoch nicht allein das Verfahren über den Erfolg der industriellen Luftfahrtproduktion. Der eigentliche Schlüssel liegt im Design for Manufacturing. Genauer gesagt, das Design for Mass-Manufacturing.
Viele aktuelle Entwicklungen scheitern daran, dass bestehende Composite-Designphilosophien aus metallischen Luftfahrt-Bauweisen unverändert übernommen werden. Konstruktionen, die ursprünglich für geringe Stückzahlen und hohen manuellen Fertigungsanteil ausgelegt wurden, lassen sich jedoch nur sehr eingeschränkt automatisieren.
Für die wirtschaftliche Massenfertigung müssen Bauteile bereits während der Entwicklung konsequent auf den späteren Fertigungsprozess abgestimmt werden. Geometrien, Laminataufbau, Fügestellen, Materialsysteme und Toleranzkonzepte müssen gemeinsam mit den zugrunde liegenden Produktionsprozessen entwickelt werden.
Ein prägnantes Beispiel als Zielbild für die Luftfahrt ist die Composite-Architektur des BMW i3. Die dort eingesetzten Strukturen wurden nicht nur auf die RTM-Fertigung optimiert, sondern gleichzeitig konsequent hinsichtlich Prozessintegration und industrieller Skalierbarkeit entwickelt. Fügestellen wurden beispielsweise direkt werkzeugfallend ausgeführt, um nachgelagerte Bearbeitungsschritte und Montageaufwände zu reduzieren. Genau dieser ganzheitliche Entwicklungsansatz wird künftig auch in der Luftfahrtfertigung entscheidend sein.
Industrielle Aerospacefertigung erfordert interdisziplinäres Engineering
Die erfolgreiche Umsetzung automatisierter Composite-Fertigung entsteht nicht durch isolierte Einzeltechnologien, sondern durch das Zusammenspiel unterschiedlichster Leichtbau/Engineering-Disziplinen. Konstruktion, Simulation, Werkstoffentwicklung, Fertigungstechnologie, Automatisierung und Produktionsplanung müssen von Beginn an integriert betrachtet werden.
Genau hier setzt CIKONI mit einem ganzheitlichen Beratungs- und Engineering-Ansatz an.
CIKONI begleitet Unternehmen entlang der gesamten industriellen Wertschöpfungskette moderner Composite-Strukturen. Das Spektrum reicht von der frühen Konzeptentwicklung über Konstruktion, FEM-Simulation, Prototypenfertigung sowie Testing und Validierung bis hin zur Entwicklung innovativer Fertigungsverfahren und automatisierter Produktionslösungen.
Darüber hinaus verfügt CIKONI über umfassende Expertise im Bereich Prozessautomatisierung, Sondermaschinenbau und Entwicklung kompletter Fertigungsanlagen. Auch die Planung skalierbarer Produktionssysteme und vollständiger Fabriklayouts gehört zum Leistungsspektrum. Dadurch entstehen nicht nur leistungsfähige Composite-Bauteile, sondern vollständig industrialisierbare Fertigungslösungen für die Massenfertigung moderner Luftfahrtsysteme.
Fazit: Die Zukunft der Flugzeugfertigung ist industrialisierte Composite-Produktion
Die nächste Entwicklungsstufe der Flugzeugindustrie wird maßgeblich durch industrielle Fertigungsfähigkeit bestimmt werden. Unternehmen, die leistungsfähige Composite-Strukturen gleichzeitig automatisierungsgerecht entwickeln und fertigungstechnisch skalieren können, werden sich langfristig entscheidende Wettbewerbsvorteile sichern.
Automatisierung, Design for Manufacturing und integrierte Engineering-Prozesse werden dabei zu zentralen Erfolgsfaktoren der modernen Luftfahrtproduktion.
Die industrielle Massenfertigung von Flugzeugen erfordert deshalb ein fundamentales Umdenken: weg von klassischen Luftfahrtprozessen hin zu vollständig integrierten, automatisierten und skalierbaren Composite-Entwicklungs- und Fertigungsstrategien. Wir unterstützen unsere Kunden dabei tatkräftig.
