Mehr ist weniger – das Potenzial der Strukturüberwachung

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Zuverlässige und robuste Systeme zur Strukturüberwachung tragen zu signifikanten Einsparungen des Strukturgewichts bei. Eine Potenzialanalyse am Beispiel eines Seitenleitwerks zeigt, dass Gewichtseinsparungen von über 5 % erreichbar sind, wenn ein Strukturüberwachungssystem im Design berücksichtigt wird. Dabei ist ein Seitenleitwerk nicht der typische Bereich einer Strukturüberwachung und es ist zu erwarten, dass weit höhere Gewichtsreduktionen an…

Materialmodell von konsolidierten Kohlenstofffaser-Preforms

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Ein hohes Prozess- und Materialverständnis sind für reproduzierbare Bauteilqualitäten und zuverlässige Prozesse bei der automatisierten Fertigung von CFK-Bauteilen unerlässlich. Es entstehen zum Beispiel beim Prozessschritt der Preformkonsolidierung von trockenen, bebinderten Faserhalbzeugen prozessinduzierte Verformungen. Diese führen zu Prozessunsicherheiten bei einer automatisierten Fertigung, weil sie das Einsetzen des Preforms in das Formwerkzeug für die Injektion erschweren. Mithilfe…

Open Data – Freie Daten für freie Forschung

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Open-Data-Referenzmodelle sind Forschungsergebnisse, die für jeden nutzbar sind. Wir haben ein Referenzmodell eines Windrotorblatts erstellt, welches als Datensatz einmalig ist. Das Design, der Bau und der strukturmechanische Test des realen Rotorblatts wurden innerhalb des Forschungsprojekts Smartblades 2 durchgeführt. Alle Daten werden publiziert und geben somit unserem Strukturmodell einen hohen Wert. Das von uns erstellte Windrotorblattmodell…

HLFC HTP

Effizient unterwegs – Langstreckenflugzeuge mit laminarer Umströmung

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In Zeiten von weltweiten Klimaprotesten und dem Aufkommen von Flugscham ist die Ökobilanz des Luftverkehrs ein entscheidender Zukunftsfaktor. Der Luftverkehr muss nachhaltiger werden, um auch zukünftig eine breite Akzeptanz zu finden. Einen dominierenden Einfluss auf die Nachhaltigkeit eines Flugzeugs haben die Effizienz seines Antriebs und dessen Luftwiderstand, der insbesondere durch eine laminare Umströmung reduziert werden…

Offenes_Formwerkzeug

„iFeZ“ – Der einfache Weg zur maximalen Produktionseffizienz!

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Die kontinuierliche Überwachung und das Anpassen von Liquid Composite Molding (LCM) Prozessen verspricht, Prozesszeiten, Ausschussraten und Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Produktion von Faserverbundstrukturen zu reduzieren. Mit Partnern wurde hierzu ein bestehendes Formwerkzeug mit der benötigten Sensorik ausgestattet und eine mobile Plattform zur Verarbeitung und Ausgabe der Daten entwickelt. Das Produktionssystem stellt für jedes Bauteil automatisch detaillierte…

Effiziente Crashstrukturen aus Faser-Metall-Laminaten

Effiziente Crashstrukturen aus Faser-Metall-Laminaten

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Mit Hilfe von Laminaten aus CFK (Carbonfaser-Kunststoffverbund) und Stahl ist es gelungen, ein sehr effizientes Material mit einer einstellbaren Versagenscharakteristik zu entwickeln. Durch die Nutzung der Vorteile beider Materialien in sogenannten Faser-Metall-Laminaten (FML) kann eine deutliche Crash-Effizienzsteigerung sowie eine Erhöhung der spezifischen Energieaufnahme erzielt werden. Bedeutung effizienter Crasheigenschaften Zur Veranschaulichung dient ein Crash-Test-Dummie – im Folgenden kurz…

Abb. 2: PLA-Granulat, verschiedene Pechfasertypen und daraus hergestellte Filamente.

Maßgeschneiderte multifunktionale Materialien für den 3D-Druck

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Neue 3D-Druck Verfahren zeigen erhebliche Vorteile gegenüber Standardproduktionsverfahren für kleinere Stückzahlen. Ein Hauptvorteil liegt darin, auf Basis von CAD-Daten Bauteile in Endgeometrie zu produzieren und direkt einsetzen zu können. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Filamente, was Vorbehandlung (z.B. Trocknung) und Modifikationen angeht, als kritisch im Handling zu erachten sind. Das Institut für Faserverbundleichtbau…

Flappybot und der neue Freiheitsgrad für die Faserverbundfertigung

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Große, flächige Faserverbundstrukturen werden bislang durch große Portalanlagen oder Knickarmroboter gefertigt. Ein typischer Anwendungsfall sind die Flügelschalen moderner Verkehrsflugzeuge. Aus bis zu 250 Lagen der dünnen Faserbänder werden die Laminate aufgebaut (Automated Fiber Placement – AFP). Entsprechend der Bauteile sind die Portalanlagen ebenfalls groß und aufwendig. Kompaktere Knickarmroboter verfügen über eine eingeschränkte Reichweite. Aufgrund von…

Gemeinsam besser: Recycling- und Naturfasern

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Hochfeste, wiedergewonnene Kohlenstofffasern lassen sich mit weniger festen, dafür ökoeffizienteren Naturfasern, zu einem anpassbaren hybriden Faserhalbzeug für Faserverbundwerkstoffe verarbeiten. Eine gezielte Einstellung von Eigenschaften wie beispielsweise der Biegefestigkeit ist möglich. Im Rahmen des EU/China Projekts ECO-COMPASS wurden grundlegende Erkenntnisse zu den Eigenschaften solcher Hybridvliese aus rezyklierten Kohlenstofffasern (rCF) und Flachsfasern gewonnen.nDamit wird eine Möglichkeit zur…

Von der bedarfsorientierten Wartung zur simulationsbasierten Zertifizierung

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In der Betriebsphase entstehende Schäden werden bei Faserverbundstrukturen mit zerstörungsfreien Prüfmethoden untersucht und geeignete Handhabungsmaßnahmen abgeleitet. In der Entwurfsphase werden solche Schäden empirisch berücksichtigt, um die Bauteilsicherheit zu gewährleisten. Mithilfe innovativer, simulationsbasierter Entwurfs- und Nachweismethoden wird die Schadensmorphologie mit reduziertem experimentellem Aufwand bestimmt und mit bewährten Berechnungsmethoden der Betriebsphase analysiert. Diese Kopplung ist ein wichtiger…