Rückblick: „Neue Leichtbaulösungen in der Luftfahrt“

CU-Mitglieder im Gespräch

Im monatlichen „Jour Fixe“ des Composites United e. V. stellen Unternehmen und Einrichtungen ihre Technologien oder aktuellen Projekte zu einem aktuellen Thema vor. Zwei Experten führten in die Diskussion zu neuen Leichtbaulösungen in der Luftfahrt ein und leiteten das Gespräch mit Referenten und Mitgliedern. Am aktuellen Jour Fixe von CU West, welcher am 19. Februar 2024 in Kooperation mit dem Cluster CU Nord stattfand, beteiligten sich 60 Mitglieder und Gäste. „Die Luftfahrt hat ehrgeizige Klimaziele. Leichtbau ist der Schlüssel zur CO2-Reduzierung – den hält die Composites-Branche in den Händen“, so Dr. Heinz Kolz, Clustergeschäftsführer von CU West in seiner Begrüßung.

Im Rahmen des 23. Jour Fixe stellten folgende Unternehmen / Einrichtungen ihre Beiträge zum Thema vor:

•   Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW)

•   SAERTEX

•   CirComp

•   Airbus Aerostructures

•   CTC GmbH

Für uns nahm teil: Prof. Dr. Ulf Breuer (Wissenschaftlicher Geschäftsführer IVW)

Die Entwicklung innovativer Composite-Lösungen für ökoeffiziente Luftfahrzeugstrukturen ist ein zentrales Thema am Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe. Mit rund 150 Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen werden Materialien, Verarbeitungstechnologien und Bauweisen bis TRL6 untersucht und verifiziert. Wie auch immer unsere zukünftigen Flugzeuge vor dem Hinter-grund des EU Green Deal und der Kreislaufwirtschaft aussehen werden – carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) werden eine geringe Masse, maximale Nutzlast und hohe Reichweite bei minimalem Kraftstoffverbrauch ermöglichen. Die sogenannte „Exchange Rate“, also der geldwerte Vorteil des Leichtbaus, wird weiter zunehmen, da Sustainable Aviation Fuel (SAF) und Wasserstoff teurer sind als das heutige Kerosin.

Der Löwenanteil der Masse eines Flugzeugs liegt in der tragenden Struktur, der sogenannten Flugzeugzelle. Neue und noch leichtere Materialien und Verfahren für die Flugzeugzelle müssen eine lange Lebensdauer, eine hohe Schadenstoleranz, eine einfache Reparatur und wirtschaftliche Recyclinglösungen ermöglichen. Dies kann mit thermoplastischen Verbund-werkstoffen erreicht werden, die zudem besonders kurze Fertigungszyklen und auch den Einsatz der Schweißtechnologie zur Substitution genieteter Verbindungen erlauben. Die Integration von Funktionen in zukünftige Composites wird zu Gewichtseinsparungen auf Flugzeugniveau führen. Das IVW arbeitet dazu gemeinsam mit Airbus an einer neuen Klasse von stahl- und carbonfaserverstärkten Strukturen.

Interesse an den Beiträgen der anderen Referenten?

Hier geht es zur Pressemitteilung des CU: https://composites-united.com/rueckblick-neue-leichtbauloesungen-in-der-luftfahrt-cu-mitglieder-im-gespraech/

In der Diskussion wurden die Technologietrends noch einmal herausgestellt (Bastian Brenken):

•   qualifizierte Out-of-Autoklav-Technologien

•   RTM für große Strukturen

•   energieeffiziente Produktionsverfahren mit Thermoplasten

•   komplexe Betrachtung bei der Werkstoff- und Bauteilentwicklung ausgehend von der Rohstoffauswahl (Verfügbarkeit, Umweltrelevanz, Kosten) über energieeffiziente Produktionsverfahren und Funktionalität beim Einsatz bis hin zu Recycling- und Wiederverwendungskonzepten

In Abhängigkeit vom Bauteil müssen andere Fügeverfahren wie z.B. Laser- und Induktionsschweißen weiterentwickelt werden (Th. Neumeyer). Darüber hinaus sollten Fügetechnologien für Thermoplast-Metall-Verbunde eine wichtige Rolle spielen (F. Schemm).

Im Vergleich zur Automobilindustrie besteht noch ein hoher Entwicklungsbedarf bei der Standardisierung und Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette.