Entwicklungen von Hybridkonstruktionen aus additiver und FKV-Fertigung

Ein erheblicher Beitrag zur Gewichts- und Kostenreduktion von Luftfahrzeugstrukturbauteilen bei gleichzeitiger Ressourceneinsparung kann durch Hybridbauweise erreicht werden. Ein Lösungsansatz sind dabei Hybridkonstruktionen bestehend aus einer Kombination von additiv-gefertigten metallischen Komponenten (AM) zusammen mit Faser-Thermoplast-Verbund-(FTV)-Strukturen. Durch die Realisierung faserverbundgerechter integraler Bauweisen bei gleichzeitiger Funktionsintegration entfallen nachgelagerte Montageprozess, was Kosten und Gewicht reduziert. Die additive Fertigung wiederum ermöglicht ein optimales oft bionisches Design von Lasteinleitungselementen in Bereichen mehrachsiger Spannungszustände und bietet so ein bisher unerreichtes Leichtbaupotenzial. Durch die Kombination beider Ansätze wird für Hohlprofile eine kosteneffiziente Umsetzung von Hochleistungs-Luftfahrzeugstrukturen mit hoher Funktionsdichte und geringem Gewicht realisierbar.

Mögliche Themen für Studienarbeiten

Entwicklung von torsions- und biegebelasteten Verbindungslösungen zwischen FTV-Hohlprofilbauteilen und additiv gefertigten Titan-Bauteilen
Entwicklung von Auslegungsmodellen für bevorzugte Verbindungslösungen zwischen FTV-Hohlprofilbauteilen und additiv gefertigten Titan-Bauteilen basierend auf numerischen Simulationsmethoden (FEM)
Konzeptionierung und Entwicklung eines analytischen Werkzeuges zur Auslegung von Hohlprofilen aus Faserverbundwerkstoffen mit bereichsweise variablen Profilquerschnitten
Entwicklung von Verfahren zur Optimierung von Verbindungslösungen zwischen FTV-Profilen und Funktionselementen
Auslegung von beispielhaften Bauteilen Hybridbauweise bestehend aus FTV-Hohlprofilen und additiv gefertigten Titan-Lasteinleitungen
Entwicklung von Methoden zur Untersuchungen der Schadenstoleranz von Beispielbauteilen in Hybridbauweise