SpiFa

Entwicklung einer neuartigen Leichtbau-Trennwand für Luftfahrzeuge auf Basis eines neuartigen Lasteintrages aus Duroplast-Hardpoints in Kombination mit Faserverbund-Tapes mit Spinnennetz-Struktur zwecks Gewichtsersparnis von mindestens 5 % und 20 % schnellerer Fertigung

Zur Einsparung von CO_²-Emissionen im Luftverkehr ist die Reduktion des Flugzeug-Leergewichts Flugzeugs erforderlich. Bionische Auslegungsmethoden und generative Fertigungsverfahren ermöglichen hier die Ausschöpfung des Leichtbaupotentials im Bereich von Lasteinleitungspunkten bei Trennwandelementen in Sandwichbauweise. Bisher werden zur Befestigung von Anbauteilen in diesen Leichtbaustrukturen, bestehend aus einem Kernmaterial und faserverstärkten Deckschichten, große Bereiche mit Füllmasse ausgegossen, bevor metallische Lasteinleitungselemente eingesetzt werden.

Auf Basis der Auslegungsmethoden wurde ein duroplastischer Hardpoint in Kombination mit einer lastpfadgerechten – spinnennetzartigen – Faserverstärkung zur Krafteinleitung in die Deckschichten entwickelt welche eine Massenreduktion um 5 % und eine verkürzte Fertigungszeit ermöglichen. Die lastpfadgerechte Faserausrichtung wird durch einen Faserablageprozess realisiert, bei dem ein imprägnierter Roving am Ort der Faserablage mittels UV-Strahlung fixiert wird. Bestimmung der Prozessparameter und Prozessautomatisierung sind Forschungsschwerpunkte. Auf Sub-Komponentenlevel werden Auszugsversuche zur Validierung von Simulationsergebnissen durchgeführt und basierend auf den experimentellen Daten ein Metamodell zur Vorhersage von Auszugsfestigkeiten in Abhängigkeit signifikanter Spinnennetzparameter erstellt.