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Luftfahrtforschung am IFW

Foto: Fotolia

Die Luftfahrtindustrie ist Antriebsmotor und Innovationsgeber der deutschen Industrie. Wir vom IFW sind davon überzeugt, dass dies insbesondere in der Fertigungstechnik zutrifft: Neue hochfeste Werkstoffe verlangen nach neuen Fertigungsstrategien, -prozessen und -maschinen.

Neue Flugzeugbauweisen wie beim A350-XWB von Airbus etwa setzen zu einem nicht unwesentlichen Teil auf die Kombination von CFK und insbesondere Titan, dessen Bearbeitung die Industrie vor Herausforderungen stellt. Wir unterstützen die Luftfahrtbranche bei der Bearbeitung dieses Werkstoffs. Dazu zählt nicht nur die Reduktion des Verschleißes durch angepasste Werkzeuge, sondern auch die Optimierung der Bearbeitungsstrategie oder ein angepasstes Maschinenkonzept.

Die Effizienz solcher Prozesse ist uns auch aus ökologischer Sicht wichtig: In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Projekt "Return" beispielsweise erforschen wir einen ganzheitlichen Ansatz zum Recycling von Titanspänen, um bereits im Fertigungsprozess die Qualität der Späne zu steigern. 

Obwohl es bereits Flugzeuge wie den A350 gibt, ist die Fertigung von CFK-Bauteilen noch ein Kostentreiber. Eine Außenstelle des IFW im "CFK Nord" in Stade beschäftigt sich intensiv mit der Fertigung von CFK-Bauteilen. Dabei steht eine flexible und automatisierte Fertigung im Zentrum der Forschungsarbeiten.

Forschungsprojekte aus dem Bereich Luft- und Raumfahrt

Therm-O-Plan – Automatisiert optimierende Bahnplanung und wärmebildgestützte Überwachung für Automated-Fiber-Placement-Prozesse

Bild zum Projekt Therm-O-Plan – Automatisiert optimierende Bahnplanung und wärmebildgestützte Überwachung für Automated-Fiber-Placement-Prozesse
Kontakt:voeltzerifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01.5.2015 – 30.04.2017
Förderung durch:ZIM
Kurzbeschreibung:Ziel des beantragten FuE-Vorhabens ist es, die Planungsaufwände zur Herstellung von Leichtbau-Strukturbauteilen im Automated-Fiber-Placement-Prozess durch eine neue, automatisierte Bahnplanungs- und -optimierungsmethode deutlich zu reduzieren. Zudem soll in dem beantragten Vorhaben die Prozesssicherheit des komplexen Herstellprozesses durch ein zu entwickelndes und durch die Bahnplanung parametriertes, prozessinhärentes Thermografie-Qualitätsanalysesystem deutlich gesteigert werden.
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„Multilayer-Inserts – Intrinsische Hybridverbunde zur Krafteinleitung in dünnwandige Hochleistungs-CFK-Strukturen“ im SPP 1712

Bild zum Projekt „Multilayer-Inserts – Intrinsische Hybridverbunde zur Krafteinleitung 
in dünnwandige Hochleistungs-CFK-Strukturen“ im SPP 1712
Kontakt:grossifw.uni-hannover.de
Laufzeit:10/2014 – 10/2017
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine intrinsische Hybridschnittstelle und ihren Fertigungsprozess zu entwickeln und zu erforschen, deren belastungsoptimierter lagenweiser Aufbau eine gleichmäßige Krafteinleitung am Übergang von metallischen Strukturen in hochbelastete, komplexe Faserkunststoffverbundstrukturen erlaubt. Hierzu wird ein intrinsisch hergestellter mehrlagiger Einleger (Multilayer-Insert MLI) entwickelt, der eine neuartige Schnittstelle für diese partielle Strukturanbindung bildet. Die hier betrachteten FKV-Strukturen können zukünftig beispielsweise im Flugzeugbau oder auch im Automobilbau eingesetzt werden
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RETURN – Prozesskette Recycling von Titanspänen

Bild zum Projekt RETURN – Prozesskette Recycling von Titanspänen
Kontakt:jacobifw.uni-hannover.de
Laufzeit:08/2013 – 07/2016
Förderung durch:Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kurzbeschreibung:Bei der Herstellung von Strukturbauteilen aus Titan in der Luftfahrtindustrie entstehen derzeit rund 90% Abfall in Form verunreinigter Späne, welche bisher nicht mit vertretbarem Aufwand recycelt werden können. Ziel des Forschungsprojekts RETURN ist es, diese Titanspäne zu recyceln und den Werkstoffkreislauf für Titan zu schließen. Hierbei soll insbesondere die Qualität der anfallenden Späne erhöht werden, um aus diesen wieder Titanlegierungen in Luftfahrtqualität herstellen zu können und dadurch die Material- und Energieeffizienz im gesamten Werkstoffkreislauf von Titan nachhaltig zu steigern.
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INNOFLEX – Innovative und flexible Fertigung von Flugzeugbauteilen aus Hochleistungswerkstoffen

Bild zum Projekt INNOFLEX – Innovative und flexible Fertigung von Flugzeugbauteilen aus Hochleistungswerkstoffen
Kontakt:Brueningifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2013 – 12/2015
Förderung durch:Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr MW
Kurzbeschreibung:Im Rahmen des Projektes INNOFLEX werden gemeinsam mit Partnern aus der Luftfahrtindustrie neue Methoden zum Einsatz von Industrierobotern für die Zerspanung von Flugzeugbauteilen entwickelt. Zentraler Bestandteil ist dabei die ganzheitliche Betrachtung der gesamten Prozesskette vom Flugzeugdesign über die Fertigung bis hin zur Montage der Bauteile.
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Gezielte Bauteilrandzonenbeeinflussung durch innovatives, druckgeregeltes Walzen unter Verwendung eines Aerosols als Druckmedium

Bild zum Projekt Gezielte Bauteilrandzonenbeeinflussung durch innovatives, druckgeregeltes Walzen unter Verwendung eines Aerosols als Druckmedium
Kontakt:hasselbergifw.uni-hannover.de
Laufzeit:12/2013 – 05/2016
Förderung durch:ZIM-Förderung
Kurzbeschreibung:In Kooperation mit der Ecoroll AG Werkzeugtechnik, Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG sowie Komet Brinkhaus GmbH wird eine Verfahrens- und Produktentwicklung zum Glatt- und Festwalzen von komplexen, dünnwandigen Bauteilen erforscht, die es ermöglicht, während des Prozesses definierte lokal unterschiedliche Eigenschaften in der Werkstückrandzone einzustellen.
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SFB871-B2: „Geschickte Reparaturzelle“

Bild zum Projekt SFB871-B2: „Geschickte Reparaturzelle“
Kontakt:floeterifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2014 – 12/2017
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Im Teilprojekt B2 („Geschickte Reparaturzelle“) des SFB871 werden Lösungen für eine aufgabenorientierte, adaptive und iterative Reparaturbearbeitung von Triebwerkskomponenten erforscht. Ausgehend von einer an optische Messdaten angepassten Bahnplanung soll eine prozesskraft-geregelte Fräsbearbeitung realisiert werden. Durch wiederholte Messvorgänge können Nacharbeiten iterativ durchgeführt werden.
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Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen (HP CFK)

Bild zum Projekt Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen (HP CFK)
Kontakt:schmidt_cifw.uni-hannover.de
Laufzeit: 12/2010 – 10/2014
Förderung durch:Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, Europäischen Fonds für regionale Entwicklung
Kurzbeschreibung:Gemeinsam mit dem Institut für Flugzeugbau und Leichtbau sowie dem Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik werden neue Materialkonzepte für kohlenstofffaserbasierte Kunststoffbauteile (CFK), neue Flugzeugbauweisen sowie hierfür notwendige Fertigungstechnologien und -maschinen erforscht. Die Arbeiten werden in der hierfür eigens gegründeten Betriebsstätte im Forschungszentrum CFK Nord in Stade durchgeführt.
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QualiTi – Verfahren zur Modellierung der Einflüsse auf die Werkstückqualität bei der Fräsbearbeitung von Titan

Bild zum Projekt QualiTi – Verfahren zur Modellierung der Einflüsse auf die Werkstückqualität bei der Fräsbearbeitung von Titan
Kontakt:dreierifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2011 – 06/2014
Förderung durch:Förderung durch das Land Niedersachsen
Kurzbeschreibung:In Zusammenarbeit mit der Premium Aerotec GmbH wird im Rahmen des QualiTi-Projekts der Einfluss des Fertigungsprozesses auf die Bauteilqualität bei der spanenden Bearbeitung von Titan-Strukturbauteilen analysiert und anhand einer Bearbeitungssimulation vorhergesagt.
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SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“

Bild zum Projekt SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“
Kontakt:rustifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2014 – 12/2017
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Im Teilprojekt C1 („Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“) des SFB871 werden am Beispiel von Triebwerksschaufeln die spanende Rekonturierung und ihr Einfluss auf die Oberflächenqualität sowie die Eigenspannung in der Randzone untersucht. Ziel ist es Bearbeitungsregeln zur gezielten Einstellung der zerspanungsbedingten Bauteilbeeinflussung aufstellen und eine bauteilindividuelle NC-Prozessplanung vorzunehmen.
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Kompensation von Bauteilverzügen während der Fertigung von Titanintegralbauteilen: „aBiliTi“.

Bild zum Projekt Kompensation von Bauteilverzügen während der Fertigung von Titanintegralbauteilen: „aBiliTi“.
Kontakt:fertigungsplanungifw.uni-hannover.de
Laufzeit:12/2010 – 06/2014
Förderung durch:MW-Förderung
Kurzbeschreibung:In Zusammenarbeit mit Industriepartnern werden verschiedene Strategien erforscht, mit denen eine reaktive Beherrschung von eigenspannungsbedingten Bauteilverzügen während der spanenden Bearbeitung von Titanstrukturbauteilen erreicht werden kann. Hieraus ergeben sich zwei Lösungsschwerpunkte: die Erzeugung und Optimierung von geometrietoleranten Werkzeugwegen sowie die Entwicklung eines adaptiven Spannsystems, deren Zusammenführung zum Erreichen des Gesamtziels führen wird.
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Riblets auf Verdichterschaufeln

Bild zum Projekt Riblets auf Verdichterschaufeln
Kontakt:krawczykifw.uni-hannover.de
Laufzeit:11/2009 – 10/2011
Förderung durch:Deutsche Forschungsgemeinschaft
Kurzbeschreibung:Das Ziel des Verbundprojektes mit dem Institut für Turbomaschinen und Fluidtechnik der Leibniz Universität Hannover ist es, die Möglichkeiten zur Herstellung von Riblets für die Anwendung auf Verdichterschaufeln zu untersuchen und die Funktion der gefertigten Riblets unter realen Strömungsbedingungen nachzuweisen
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SFB 871 - T1: "Magnetisch gelagerte Rundachse zum Einsatz in der Produktregeneration"

Bild zum Projekt SFB 871 - T1: "Magnetisch gelagerte Rundachse zum Einsatz in der Produktregeneration"
Kontakt:bruehneifw.uni-hannover.de
Laufzeit:05/2013 bis 04/2016
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Im Transferprojekt T1 des SFB871 werden die hervorragenden Erkenntnisse des Teilprojekt B2 weiterentwickelt und für den industriellen Einsatz erprobt. Im Rahmen des Projekts werden die Ansätze einer magnetisch geführten Spindel auf einen Rundtisch übertragen. Damit erweitert das Projekt die geschickte Reparaturzelle für Triebwerksschaufeln um ein werkstückseitiges Element.
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