J. Faber, A. Hindersmann, C. Bäns, S. Torstrick-von der Lieth, F. Behrens

Die Kombination verschiedener Leichtbaumaterialien verspricht einerseits eine Optimierung auf die individuelle mechanische und physikalische Beanspruchung. Andererseits schafft Sie neue Möglichkeiten des Strukturdesigns. Hybridbauweisen bieten die Chance das Strukturgewicht zu reduzieren, Herstellverfahren zu vereinfachen und schließlich das Automationspotential für die Produktion zu erhöhen. Im Rahmen eines DLR-internen Forschungsprojekts werden drei Ansätze innovativer Fertigungstechnologien zu Duromer-Thermoplast und Faser-Metall-Hybriden entwickelt. In Anlehnung an eine Flugzeugrumpfstruktur, werden Methoden untersucht, die ein hohes Automationspotential unter Berücksichtigung von Leichtbauweisen zulassen. Gleichzeitig steht ein "Dustfree Assembly" im Fokus, wozu schweißbare Materialien auf thermoplastischer Basis zum Einsatz kommen. Im Konkreten werden ein Anbindungskonzept für eine Thermoplast/Duromer-Struktur per RTM-Verfahren, die Integration von thermoplastischen Funktionsschichten in eine duromere Hautstruktur per Vakuuminfusionsverfahren und die Herstellung von Faser-Metall-Laminaten (GLARE) mit einer Vakuuminfusionsmethode vorgestellt und diskutiert. Zunächst werden die jeweiligen Fertigungstechnologien erläutert und die wesentlichen Prozessmerkmale herausgearbeitet. Anschließend werden die technologischen Herausforderungen diskutiert und Neuerungen gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren dargestellt. Abschließend werden die Konzepte gegenübergestellt und hinsichtlich ihres Integrationspotentials in zukünftige Anwendungen diskutiert.

On the one hand, the combination of different lightweight materials promises optimization for individual mechanical and physical stress. On the other hand, it creates new possibilities for structural design. Hybrid designs offer the opportunity to reduce structural weight, simplify manufacturing processes and ultimately increase the automation potential for production. As part of an internal DLR research project, three approaches to innovative manufacturing technologies for duromer thermoplastic and fiber-metal hybrids are being developed. Based on an aircraft fuselage structure, methods are being investigated that allow a high automation potential while taking lightweight construction into account. At the same time, the focus is on a "dust-free assembly", for which weldable thermoplastic-based materials are used. Specifically, a connection concept for a thermoplastic/duromer structure using the RTM process, the integration of thermoplastic functional layers into a duromer skin structure using a vacuum infusion process and the production of fiber-metal laminates (GLARE) using a vacuum infusion method are presented and discussed. First, the respective manufacturing technologies are explained and the essential process characteristics are identified. The technological challenges are then discussed and innovations compared to conventional manufacturing processes are presented. Finally, the concepts are compared and discussed with regard to their integration potential into future applications.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2023, Stuttgart

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2023

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2023101313533222265986

10.25967/610331

Faserverstärkter Kunststoff, Faser-Metall-Laminate, Infusionsverfahren, RTM-Technologie, Materialhybride, Faserverbund-Fertigungstechnologie

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Faber, J.; Hindersmann, A.; et al. (2023): Innovationen für die Fertigung hybrider Strukturbauteile aus FML und Duromer/Thermoplast-Hybriden. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/610331. urn:nbn:de:101:1-2023101313533222265986.

13.10.2023