航太製造大革新！新材質與自動化技術讓飛機艙門生產效率飆升

傳統飛機艙門的製造過程相當耗時，主要依賴人工組裝，尤其在使用螺絲和鉚釘固定結構時更是費工。為了避免不同材質直接接觸導致腐蝕，還需要進行多道繁瑣的中間處理程式。

現在，研究團隊採用熱塑性碳纖維複合材料（CFRP）取代傳統的鋁、鈦和熱固性材料。這種創新材質不僅可以透過自動焊接技術直接結合，省去隔離層的麻煩，更讓艙門結構的製造時間從原本的110小時大幅縮短至僅需4小時！這項突破性成果來自Fraunhofer IWU、Fraunhofer LBF、Trelleborg和Airbus Helicopters共同合作的TAVieDA計畫。

另一個提升效率的關鍵在於模組化設計。研究團隊針對不同機型的艙門進行分析，成功找出可標準化的共通元件，例如橫樑結構。他們為最常見的機型開發了全自動化組裝產線，並設計出適用於電阻焊和超音波焊接技術的專用夾具與固定元件。

Fraunhofer IWU專案負責人Dr. Rayk Fritzsche表示：「我們與Airbus團隊深入分析所有艙門結構，調整幾何形狀以適應自動夾持和接合需求。透過重新規劃每個組裝步驟，實現全面自動化，將生產週期縮短至原先的一小部分。」現在僅需人工安裝鎖定機構即可完成。

為了確保生產不中斷，團隊設定了兩條幾乎完全相同的組裝產線。標準化措施更讓每批次10個艙門的生產成為可能，每班次結束時可全自動切換產線配置以適應不同機型需求。新材質與生產概念使年產能達到4,000個艙門，展現極佳的擴充套件性。

Fraunhofer LBF在TAVieDA計畫中開發並驗證了整合感測器的飛機艙門密封件測量技術，合作夥伴Trelleborg則運用有限元素模擬技術開發出新型密封幾何結構。這種技術將元件虛擬分割成多個小型簡單幾何元素進行分析。

IWU的工廠規劃專家Maxi Grobis強調：「我們不是為了自動化而自動化。為了提供真正整合的解決方案，我們分析了整個生產流程並轉化為動態成本模型。技術可行之外，還必須考量資本支出、機器小時費率、維護成本、能源費用等多重因素。」

綜合技術、物流和財務等各方面評估，這套新開發的自動化解決方案獲得明確推薦。Grobis更自豪地表示，整合式模擬方法還讓規劃時間減少了約25%，從一開始就考量經濟效益，避免了不必要的規劃修正。

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