Fraunhofer集團、Trelleborg和空中客車公司共同開發了一種模塊化、全自動化的組裝系統概念，旨在替代金屬材料和繁瑣的組裝過程，且具有可擴展的潛力。

由弗勞恩霍夫機械工具與成形技術研究所（IWU，德國開姆尼茨）、弗勞恩霍夫結構耐久性與系統可靠性研究所（LBF，德國達姆施塔特）、特瑞堡公司（瑞典）和空中客車直升機公司（法國馬里尼揚）共同開展的TAVieDA研究項目展示了如何通過將鋁、鈦和熱固性材料主要替換為碳纖維增強熱塑性聚合物（CFRTP），來減少客機門的制造時間。

目前，飛機門仍主要通過手工制造。一個特別耗時的環節是使用螺絲和鉚釘組裝門結構。為了防止不同材料之間接觸造成腐蝕，需要增加多個中間步驟。研究人員指出，使用CFRTP可以將這些結構通過自動化焊接方式連接起來，無需分隔層，將制造時間從110小時縮短至4小時。

縮短組裝時間的另一個關鍵因素是不同飛機門型號的模塊化設計。項目團隊特別尋找了各類門型中可以標準化的組件，例如橫梁。研究人員為最常見的門型設計了全自動化的組裝線，并開發了適合電阻焊接和超聲波焊接技術的夾具和夾緊元件。

弗勞恩霍夫IWU研發的夾緊元件，用于自動夾緊和連接飛機艙門（例如橫梁）中的熱塑性碳纖維復合材料。來源：弗勞恩霍夫IWU

兩條幾乎相同的組裝與連接生產線降低了風險，萬一其中一條生產線無法使用時，另一條可以繼續運行。得益于標準化措施，現在每批次可組織生產10扇門，并能在每班次結束時對生產線進行全自動化調整，以適應下一個型號系列的生產。新的材料和生產概念使得每年能夠生產多達4,000扇客機艙門。

另一方面，成本建模被直接集成到仿真環境中，從而能夠與仿真結果同時計算單件成本。考慮到所有技術、物流和財務因素，新開發的自動化解決方案與集成仿真方法還將規劃時間減少了約25%。

成本建模被直接集成到模擬環境中，從而可以同時計算單位成本和模擬結果。來源：弗勞恩霍夫IWU

關于德國弗勞恩霍夫機床與成形技術研究所（IWU）

IWU專注于開拓汽車、機械工程、航空航天、醫學工程、電氣工程和微工程領域的競爭性制造潛力。作為資源高效制造的領導者，IWU致力于開發零部件、工藝和復雜機械系統，優化制造過程，如成型、切割、連接等，并推動輕量化結構、新材料加工和增材制造技術（3D打印）的應用。IWU通過再生系統和循環經濟，構建完整的工藝鏈，推動智能生產工廠的發展。<