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Vortrag

Untersuchung von Materialkennwerten zur Bestimmung des Drapierverhaltens von Vakuumaufbau-Hilfsstoffen auf doppelt gekrümmten Oberflächen von CFK-Luftfahrtstrukturen

Donnerstag (06.07.2017)
11:10 - 11:30 Uhr
Bestandteil von:


Bei der industriellen Fertigung von Luft- und Raumfahrtstrukturen aus CFK ist eine deutliche Zunahme an Automatisierungslösungen für textile Preforming-Prozesse zu verzeichnen. Automatisierungskonzepte zur Erstellung des Vakuumaufbaus kommen hingegen nicht zum Einsatz. Hindernisse für die automatisierte Erstellung des Vakuumaufbaus sind vielfältig und bestehen in den komplexen Drapiereigenschaften sowie verschieden großflächiger Hilfsstoffe.

Bei den textilen Preforming-Prozessen eingesetzte technische Lösungsansätze können nicht direkt auf den darauf folgenden Prozessschritt des Vakuumaufbaus transferiert werden, da entscheidende Unterschiede des Ablage- und Drapierverhaltens der flächigen Hilfsstoffe (Abreißgewebe, Trennfolie, etc.) bestehen. Diese Aspekte wirken sich maßgeblich bei der Fertigung großflächiger Bauteile mit doppelt gekrümmter Oberfläche aus, wie dem Druckschott des A350, sodass der Vakuumaufbau derzeit aufwendig manuell aufgebracht wird.

Für eine gesteigerte Reproduzierbarkeit bei der Erstellung des Vakuumaufbaus sind Hilfsstoffe mit definierten Geometrien notwendig. So kann einerseits eine gleichmäßig hohe Bauteilgüte ermöglicht werden und andererseits wird die Grundlage zur Entwicklung von Automatisierungslösungen gebildet. Grundlegende Untersuchungen am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zeigen, dass für Faserhalbzeuge bekannte Drapieralgorithmen, das Ablageverhalten von Hilfsstoffen nicht ausreichend beschreiben und somit nicht zur Erstellung des Vakuumaufbaus herangezogen werden können. Ein Lösungsansatz besteht darin, geometrische Verzerrungen von gekrümmten Oberflächen in Relation zu Materialkennwerten zu setzen. Im Rahmen der in diesem Paper beschriebenen Untersuchungen wurde die Oberflächentopologie analysiert und mittels mathematischer Krümmungsmaße charakterisiert. Zusätzlich erfolgte die Ermittlung von Materialkennwerten, vornehmlich der Scher- und Biegesteifigkeit, der Hilfsstoffe. Die Ergebnisse der Versuchsreihen werden dargelegt und Rückschlüsse auf einen Zusammenhang zwischen Materialkennwerten und doppelter Krümmung der Oberfläche präsentiert.

Sprecher/Referent:
Clemens Schmidt-Eisenlohr
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Jan Faber
    Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt