Eröffnung der COMPASS-Anlage in Großbritannien: Die Herstellung von Verbundwerkstoffen für die Luft- und Raumfahrt tritt in eine neue Ära der Hochgeschwindigkeitsautomatisierung ein

Am 16. Juli wurde das COMPASS (Composites at Speed and Scale)-Zentrum des Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC) der University of Sheffield offiziell eröffnet. Die 54 Millionen Pfund teure Anlage ist als offene Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur konzipiert, die mit Industrie-4.0-Digitalwerkzeugen, robotergestützter Vorformung und einer 2400-Tonnen-RTM-Presse (Resin Transfer Moulding) die entscheidenden Engpässe bei der schnellen und großserienmäßigen Herstellung von Verbundbauteilen für die Luftfahrt beseitigen soll. Dies ist nicht nur ein Vorzeigeprojekt für die Modernisierung der britischen Luft- und Raumfahrtindustrie, sondern spiegelt auch den Wandel der britischen Industriestrategie im Bereich der fortschrittlichen Fertigung von der „Konzeptvalidierung“ zur „Demonstration im Maßstab“ wider.

Die tiefere Logik der Industriestrategie: Forschungskompetenz in Wettbewerbsfähigkeit der Fertigung umwandeln

Der Kernwert von COMPASS liegt in der „Risikominimierung“ und „Beschleunigung“. Die Anlage hebt den Technology Readiness Level (TRL) auf Stufe 6, d. h. die Demonstration von System-/Subsystemmodellen oder Prototypen in einer realen Umgebung. Für die britische Luft- und Raumfahrtlieferkette – insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) – bedeutet dies, dass sie Hochgeschwindigkeits-Fertigungsverfahren zu geringeren Kosten validieren und so auf dem Weltmarkt konkurrieren können. Die Finanzierung der Anlage stammt aus mehreren Quellen: dem ATI-Programm (Zusammenarbeit von Staat und Industrie), der South Yorkshire Combined Authority, dem High Value Manufacturing Catapult und der Universität. Diese Kooperationsform ist ein typisches Beispiel für die britische Industriestrategie, die „lokale Industriecluster mit nationaler Innovationsinfrastruktur“ kombiniert.

Boeing ist der erste Nutzer von COMPASS. Das von Boeing geleitete Projekt „Isothermal High-Speed Sustainable Structures“ (IHSS) ist das größte Forschungsprojekt von Boeing im Vereinigten Königreich und zielt darauf ab, die Fertigungszeit für große Bauteile von etwa 40 Stunden auf 4 Stunden zu reduzieren. Dies unterstützt nicht nur direkt das Netto-Null-Emissionsversprechen der Luftfahrt (leichtere Strukturen senken den Treibstoffverbrauch), sondern zeigt auch, dass Großbritannien bei der automatisierten Fertigung von Luftfahrt-Verbundwerkstoffen zu einem globalen Knotenpunkt für Technologievalidierung wird.

Technologische Durchbrüche und industrielle Auswirkungen: Robotergestützte Vorformung und große RTM-Presse

Die Kernausrüstung von COMPASS ist bahnbrechend: Das robotergestützte Vorformungssystem FibreLINE von Loop Technology arbeitet mit der „weltweit größten RTM-Presse für integrale Luftfahrtstrukturbauteile“ von Langzauner (2400 Tonnen, Formgröße 10 × 3 Meter) zusammen. Fünf FANUC-Roboter bewegen sich auf einer 85 Meter langen Schiene und passen die Prozessparameter in Echtzeit anhand von Sensordaten an, wodurch eine vollständige Automatisierung von der Vorformung bis zum Pressen erreicht wird.

Diese integrierte Lösung geht direkt auf den zentralen Widerspruch der Luftfahrtfertigung ein: Steigerung der Produktionsmenge bei gleichzeitiger Qualitätsstabilität. Herkömmliches Vorformen ist arbeitsintensiv, zeitaufwändig und inkonsistent; die robotergestützte Vorformung in Kombination mit maschinellem Sehen und digitalen Zwillingen minimiert Materialabfall und Defekte. COMPASS beweist, dass Verbundbauteile auch bei hohen Produktionsraten Luft- und Raumfahrtqualität erreichen können, was den britischen Unternehmen in der Lieferkette die technische Grundlage für Aufträge von Erstausrüstern wie Airbus und Boeing liefert.

Multiplikatoreffekte für die regionale Wirtschaft und das industrielle Ökosystem

Die Ansiedlung von COMPASS in South Yorkshire ist kein Zufall.COMPASS hat sich nicht zufällig in South Yorkshire niedergelassen. Die Region verfügt bereits über das AMRC, das Boeing-Werk in Sheffield (eröffnet 2018) und eine Reihe von Unternehmen im Bereich der additiven Fertigung. Die Einrichtung als offene Plattform wird weitere Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie Investitionen anziehen und die Position des Sheffield-Rotherham-Korridors als „Cluster für fortschrittliche Fertigung“ stärken. Diese Logik deckt sich weitgehend mit der britischen „Levelling Up“-Agenda: durch nationale Forschungseinrichtungen die regionale Spezialisierung voranzutreiben, anstatt einfach nur Subventionen zu verteilen.

Bemerkenswert ist, dass das technologische Ausstrahlungspotential von COMPASS weit über die Luftfahrt hinausreicht. Offizielle Stellen weisen darauf hin, dass die in der Einrichtung entwickelten Verfahren in der Verteidigung, bei erneuerbaren Energien (z. B. Rotorblätter), im Verkehr und in der urbanen Luftmobilität eingesetzt werden können. Beispielsweise könnte die große RTM-Presse kostengünstige Lösungen für Wasserstoffspeicher oder Schiffsstrukturen bieten. Diese branchenübergreifende Anwendungsfähigkeit macht COMPASS zu einem zentralen Knotenpunkt für den Aufbau britischer industrieller Basisfähigkeiten.

Herausforderungen der langfristigen Wettbewerbsfähigkeit: Vom Demonstrationsprojekt zur großflächigen Umsetzung

Obwohl die technische Demonstration von COMPASS vielversprechend ist, hängt sein Erfolg letztlich davon ab, ob es sich in eine nachhaltige industrielle Wettbewerbsfähigkeit umwandeln lässt. Derzeit ist die Forschungskompetenz Großbritanniens im Bereich Verbundwerkstoffe stark, doch die groß angelegte Fertigungskapazität bleibt hinter der Deutschlands (z. B. Fraunhofer-Institute) oder der USA (z. B. NASA Advanced Composites Consortium) zurück. COMPASS muss genügend Unternehmen, insbesondere KMU, zur Teilnahme bewegen, um einen Kreislauf aus „Prozessvalidierung → Kleinserienfertigung → Übergang zur Massenproduktion“ zu schaffen.

Darüber hinaus steht das offene Zugangsmodell der Einrichtung vor einer kommerziellen Bewährungsprobe: Können die hohen Wartungs- und Betriebskosten durch kostenpflichtige Projekte gedeckt werden? Die Fördermittel des ATI-Programms sind auf einige Jahre befristet; danach muss sich die Einrichtung durch Industrieverträge selbst tragen. Sollte die Nachhaltigkeit nicht gegeben sein, könnte sie zu einem „Schaukasten“ verkommen, statt als Produktionsbeschleuniger zu dienen.

Strategisch betrachtet steht COMPASS jedoch für die richtige Wahl auf dem britischen Weg der „Reindustrialisierung“: Fokussierung auf hochwertige, technologieintensive Bereiche und Senkung der Innovationshürden durch öffentliche Infrastruktur. Wenn dies durch flankierende Maßnahmen wie Lieferkettenfinanzierung und Qualifizierung ergänzt wird, könnte die Einrichtung die britische Luft- und Raumfahrtindustrie von einer „designgetriebenen“ zu einer „design- und fertigungsorientierten“ Branche führen und damit in der globalen Neugestaltung der Wertschöpfungsketten eine vorteilhaftere Position einnehmen.