Modellierung und Simulation von Faserverbundprozessen für die Luftfahrtforschung

Kontinuierlich verstärkte Faserverbundbauteile bieten herausragende gewichtsspezifische Eigenschaften. Dadurch werden Bauteile aus dieser Werkstoffklasse vermehrt in lasttragenden Strukturen im Luftfahrtsektor eingesetzt. Aktuell zertifizierte Materialsysteme besitzen jedoch lange Aushärtezeiten und schränken somit aus prozesstechnischer Sicht den Einsatz von Kompositmaterialien häufig noch signifikant ein. Im Projekt „ELECTRA – Effiziente Luftfahrtstrukturen aus CFK mittels voll-automatisierbarer, verketteter und ultra-hochratenfähiger Prozesse“ im Rahmen des vom BMWi geförderten Luftfahrtforschungsprogramms sollen daher Maßnahmen evaluiert werden, die durch Steigerung von Automatisierungsgrad und dem Einsatz hochratenfähiger Materialsysteme – bei gleichbleibend hohen Anforderungen an Sicherheit und Robustheit – zur Etablierung serienfähige Herstellungsprozesse im Luftfahrtsektor führen. Diese Ansätze sollen anhand zweier Validatorbauteile, für Großraum-Passagierflugzeuge sowie für urbane Mobilität, demonstriert werden. Das KIT-FAST unterstützt durch bestehende und weiterentwickelte Simulationsmethoden die Prozessauslegung mit Fokus auf Infiltrationsprozesse. Darüber hinaus sollen vor- und nachgeschaltete Prozessschritte innerhalb einer virtuellen Prozesskette verbunden werden.  Die virtuelle Prozesskette soll schließlich innerhalb eines Digitalen Zwillings integriert und zur datenbasierten Qualitätssicherung herangezogen werden.

Arbeitsinhalte des Institutteils für Leichtbautechnologie:

• Formfüllsimulation und virtuelle Prozesskette
• Leitung Hauptarbeitspaket „Physikalische Prozesssimulation“