Kooperationsprojekt des KTmfk zur Entwicklung einer neuartigen Leichtbau-Trennwand für Luftfahrzeuge im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

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Die Luftfahrtbranche ist seit jeher ein Treiber von Leichtbau-Innovationen. Sie ist deshalb auch eine der führenden Branchen im Bereich Leichtbauwerkstoffe. Dies zeigt sich unter anderem am Anteil der eingesetzten Leichtbauwerkstoffe, wie Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe (CFK), welche schon heute bei aktuellen Flugzeugen über 50 % des Materialanteils ausmachen. Um dem hohen Leichtbaudruck gerecht zu werden, müssen Leichtbaupotentiale an jeglichen Bauteilen eines Luftfahrzeugs geprüft werden.

Hier setzt das ZIM-Projekt „SpinnennetzFaserverbund: Entwicklung einer neuartigen Leichtbau-Trennwand für Luftfahrzeuge auf Basis eines neuartigen Lasteintrages aus Duroplast-Hardpoints sowie Faserverbund-Tapes mit Spinnennetz-Struktur zwecks Gewichtsersparnis von mindestens 5%“ an. In diesem sollen neuartige Lasteinleitungselemente für Luftfahrzeug Trennwände erforscht werden. Bisherige Trennwände bestehen aus einem sogenannten Sandwichmaterial, welches aus CFK Decklagen und einem Wabenkern aufgebaut ist. Dies ermöglicht eine leichte Bauweise der Trennwände. Jedoch müssen an den Lasteinleitungen große Bereiche mit einer Füllmasse ausgefüllt werden, um anschließend metallische Lasteinleitungselemente einbringen zu können. In dem Projekt „SpinnennetzFaserverbund“ soll eine neuartige Lasteinleitung entwickelt werden, welche aus einem duroplastischen Hardpoint zur Lasteinleitung und einer spinnennetzförmigen Faserverbundstruktur zur Verteilung der Lasten auf die Deckschichten besteht. Die zu entwickelnde Lasteinleitung hat eine Gewichtsreduzierung gegenüber der konventionellen Bauweise zum Ziel, welche durch das optimierte Spinnennetz und die gezielte Lasteinleitung durch die Hardpoints realisiert werden soll.

Zusammen mit den Partnern 3D ICOM Technologies GmbH & Co. KG, KMS GmbH & Co. KG und dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden wird im Rahmen des Projekts an verschiedenen Themen zur Auslegung und Optimierung, Fertigung, Automatisierung und dem Werkzeugbau geforscht. Der Lehrstuhl für Konstruktionstechnik übernimmt innerhalb des Konsortiums die Erforschung bionischer Auslegungsmethoden, welche die Prinzipien von Spinnennetzen in eine Simulations- und Optimierungsumgebung übertragen. Dies soll am Ende des Projekts in Form eines Softwaredemonstrators umgesetzt werden, welcher zur Auslegung einer Luftfahrzeug Trennwand zum Einsatz kommen soll.