ProMoH2 – End-to-End-Prozesskette und Überwachung
ProMoH2 entwickelt eine automatisierte End-to-End-Prozesskette sowie ein Datenüberwachungssystem für qualitätsgesicherte Flüssigwasserstoff-Speichersysteme.
Kurzbezeichnung des Projekts: ProMoH2
Vollständige Bezeichnung des Projekts: End-to-End-Prozesskette und Datenüberwachung für qualitätsgesicherte Flüssigwasserstoff- Speichersysteme
Projektbeschreibung:
Das ProMoH2-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer automatisierten, durchgängigen (End-to-End, E2E) Prozesskette und eines Datenüberwachungsnetzwerks für die Herstellung qualitätsgesicherter Speicherkapseln für flüssigen Wasserstoff (LH2). Als zentrale Schnittstelle zwischen dem Tankspeicher und dem Verteilungssystem im Flugzeug erfordert die Kapsel hochpräzise, platzsparende Fügeverfahren (wie Laserschweißen und Orbitalschweißen) in einer Umgebung mit eingeschränkter Zugänglichkeit.
Um die engen Platzverhältnisse und strengen Qualitätsanforderungen zu bewältigen, integriert ProMoH2 kompakte Füge-Endeffektoren, eine Echtzeit-Prozessüberwachung vor Ort, eine KI-gestützte Anomalieerkennung sowie gezielte automatisierte zerstörungsfreie Prüfverfahren (NDT) in einen zentralen Datenpool. Darüber hinaus gewährleisten eine ganzheitliche Verformungssimulation und eine automatisierte Geometrieerfassung die Maßgenauigkeit über alle Montageschritte hinweg. Das gesamte Konzept wird in Bremen physisch umgesetzt und anhand einer Demo-Prozesskette validiert, mit dem Ziel, eine höhere Fertigungseffizienz, verkürzte Zykluszeiten, geringere Fehlerquoten und einen optimierten CO₂-Fußabdruck für zukünftige emissionsfreie, wasserstoffbetriebene Flugzeuge zu erreichen.
Kennzahlen:
– Laufzeit: 3 Jahre
– Projektbeginn: 01.07.2026 Projektende: 30.06.2029
– Partner: 6
Förderinstitutionen:
● BMWE – Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Partner:
● Airbus Operations GmbH: (Projektleitung & Auftraggeber)
● FhG – Fraunhofer-Gesellschaft
● BIAS – Bremer Institut für Angewandte Strahltechnik
● ISEMP – Bremer Zentrum für Computergestützte Materialwissenschaften, Universität Bremen
● Nutech – Gesellschaft für Lasertechnik und Materialprüfung mbH
Herausforderung:
Automatisierungsherausforderungen bei der Herstellung von LH2-Speicherkapseln
Die Herstellung von Speicherkapselsystemen für flüssigen Wasserstoff (LH2) ist aufgrund komplexer Verbindungsgeometrien und stark eingeschränkter Zugänglichkeit mit erheblichen technischen Hürden verbunden. Die herkömmliche manuelle Montage erfüllt nicht die strengen Qualitätsstandards der Luft- und Raumfahrt (z. B. ISO 17927) hinsichtlich einer hohen Schweißnahtintegrität. Darüber hinaus schränken beengte Einbauräume den Zugang für Standard-Fügegeräte, zerstörungsfreie Prüfverfahren (NDT) und geometrische Messungen ein, während thermische Verformungen in komplexen Rohr- und Kuppelbaugruppen ein hohes Fehlerrisiko darstellen.
Lösung:
Automatisierte End-to-End-Prozesskette (E2E) und KI-basierte Qualitätssicherung
ProMoH2 löst diese Herausforderungen in der Fertigung durch die Entwicklung einer automatisierten, digitalisierten End-to-End-Prozesskette (E2E) mit integrierter Qualitätssicherung. Die Lösung kombiniert kompakte End-Effektoren für das Orbital- und WIG-Schweißen mit einer Echtzeit-Prozessüberwachung vor Ort, einer KI-gestützten Anomalieerkennung und gezielten zerstörungsfreien Prüfungen (NDT), die in einen zentralen Datenpool eingebunden sind. In Verbindung mit der Echtzeit-Geometrieerfassung und prädiktiven Verformungssimulationen ersetzt das System starre Werkzeuge, um hohe Präzision zu gewährleisten, Materialverschwendung zu reduzieren und die Produktionszykluszeiten zu optimieren.
Vorteile:
Effizienzsteigerungen bei der automatisierten Produktion von LH2-Kapseln
Durch die Automatisierung und Digitalisierung der Prozesskette erreicht ProMoH2 wichtige Meilensteine in den Bereichen Betrieb und Nachhaltigkeit:
- Gesteigerte Produktionseffizienz: Erreichung eines Automatisierungsgrades von über 50 % bei den Montagevorgängen bei gleichzeitiger Reduzierung des Zeitaufwands für Qualitätsprüfungen und Funktionstests um über 60 %.
- Ressourcen- und Abfallreduzierung: Intelligente Prozesssteuerung und präzise Verformungssimulation senken den Material- und Ressourcenverbrauch um 20 % im Vergleich zur herkömmlichen manuellen Fertigung.
- Verbesserte Qualität und digitale Rückverfolgbarkeit: Die digitale Erfassung von 75 % der Qualitätssicherungsdaten gewährleistet die vollständige Einhaltung strenger Luftfahrtstandards (z. B. ISO 17927) für die emissionsfreie Flugzeugfertigung