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Aeronautical research at IFW

Photo: Fotolia

The aircraft industry is the driving force and innovator of German industry. We at IFW are convinced that this is particularly true in manufacturing technology: new high-strength materials require new production strategies, processes and machines.

New aircraft designs such as the Airbus A350-XWB rely to a considerable extent on the combination of CFRP and, in particular, titanium, the processing of which presents industry with challenges. We support the aircraft industry in processing this material. This includes not only the reduction of wear and tear through adapted tools, but also the optimization of the machining strategy or an adapted machine concept.

The efficiency of such processes is also important to us from an ecological point of view: in the "Return" project financed by the Federal Ministry of Education and Research, for example, we are investigating a holistic approach to the recycling of titanium chips in order to improve the quality of the chips during the production process.

Although aircraft such as the A350 already exist, the production of CFRP components is still a cost driver. A branch office of the IFW at the "CFK Nord" in Stade is intensively engaged in the production of CFRP components. The research work focuses on flexible and automated production.

Research projects in the aerospace sector

SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“

Bild zum Projekt SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“
Contact:rustifw.uni-hannover.de
Duration:01/2014 – 12/2021
Funded by:DFG-Förderung
Brief description: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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SFB871-B2: "Dexterous regeneration cell"

Bild zum Projekt SFB871-B2: „Geschickte Reparaturzelle“
Contact:Schumacherifw.uni-hannover.de
Duration:01/2014 – 12/2021
Funded by:DFG
Brief description:The subproject B2 ("dexterous regeneration cell") of the SFB871 investigates the technology-based, re-contouring of complex capital goods by milling. Both, process and machine technology fundamentals are derived.
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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
Contact:voeltzerifw.uni-hannover.de
Duration:01.5.2015 – 30.04.2017
Funded by:ZIM
Brief description: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
Contact:grossifw.uni-hannover.de
Duration:10/2014 – 10/2017
Funded by:DFG-Förderung
Brief description: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
Contact:jacobifw.uni-hannover.de
Duration:08/2013 – 07/2016
Funded by:Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Brief description: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
Contact:Brueningifw.uni-hannover.de
Duration:01/2013 – 12/2015
Funded by:Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr MW
Brief description: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
Contact:hasselbergifw.uni-hannover.de
Duration:12/2013 – 05/2016
Funded by:ZIM-Förderung
Brief description: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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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"
Contact:bruehneifw.uni-hannover.de
Duration:05/2013 bis 04/2016
Funded by:DFG-Förderung
Brief description: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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Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen (HP CFK)

Bild zum Projekt Hochleistungsproduktion von CFK-Strukturen (HP CFK)
Contact:schmidt_cifw.uni-hannover.de
Duration: 12/2010 – 10/2014
Funded by:Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, Europäischen Fonds für regionale Entwicklung
Brief description: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
Contact:dreierifw.uni-hannover.de
Duration:01/2011 – 06/2014
Funded by:Förderung durch das Land Niedersachsen
Brief description: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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Kompensation von Bauteilverzügen während der Fertigung von Titanintegralbauteilen: „aBiliTi“.

Bild zum Projekt Kompensation von Bauteilverzügen während der Fertigung von Titanintegralbauteilen: „aBiliTi“.
Contact:fertigungsplanungifw.uni-hannover.de
Duration:12/2010 – 06/2014
Funded by:MW-Förderung
Brief description: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
Contact:krawczykifw.uni-hannover.de
Duration:11/2009 – 10/2011
Funded by:Deutsche Forschungsgemeinschaft
Brief description: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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