Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lebenszykluskosten von XXL-Produkten: Ist das Ganze teurer als die Summe der Teile?

12.03.2012
Ingenieure aus Hannover untersuchen gemeinsam mit Airbus Baukastenprinzip für Flugzeugflügel

Flugzeuge werden immer größer – und mit ihnen ihre Bauteile. Mit zunehmender Produktgröße wird die Herstellung der einzelnen Komponenten zur Herausforderung. Ingenieure des IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover prüfen derzeit in einem Forschungsprojekt, ob eine Baukastenbauweise bei Flugzeugflügeln zu geringeren Lebenszykluskosten beitragen kann.

Verkehrsflugzeuge sind in den letzten Jahren immer größer geworden. Und mit ihnen auch ihre einzelnen Komponenten, zum Beispiel die Flugzeugflügel. Wie diese Bauteile konstruiert werden, hat sich über die Jahrzehnte nicht verändert; lediglich das verwendete Material ist mittlerweile ein anderes. Eine Herausforderung der immer größer werdenden Bauteile ist die Instandhaltung.

Ist bei einem XXL-Produkt wie einem Flugzeugflügel eine Komponente irreparabel beschädigt, ist der Verlust viel größer als bei einem kleineren Bauteil. Auch die Fertigung eines XXL-Produkts stellt im wahrsten Sinne große Ansprüche. Ingenieure des IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover prüfen seit Juli 2011 einen neuen Ansatz. Sie untersuchen, ob bei XXL-Produkten eine modulare Fertigung mit anschließender Zusammensetzung der einzelnen Teile realisierbar und wirtschaftlich sinnvoll ist.

Das Zusammensetzen von großskaligen Bauteilen aus kleinen Segmenten könnte nicht nur die Herstellungskosten von XXL-Produkten verringern; es könnte auch die Kosten senken, die durch den Transport des XXL-Produkts zu seinem Bestimmungsort entstehen. Kostengünstiger könnte auch die Instandhaltung des Produkts werden. Durch die Modul-Bauweise ließen sich defekte Teile komplett austauschen, ohne dass das gesamte Bauteil erneuert werden müsste.

In ihrem Forschungsprojekt konzentrieren sich die Ingenieure des IPH auf das XXL-Produkt Flugzeugflügel. Anhand eines Referenzbauteils wird der gesamte Lebenszyklus des Produkts untersucht, von der Konzeption und Konstruktion über die Fertigung und Nutzung bis hin zur Entsorgung. Im Vordergrund steht dabei die Betrachtung der Lebenszykluskosten. Wie viel ein Produkt über sein gesamtes Produktleben kostet, wird ihm sprichwörtlich in die Wiege gelegt: Durch Größe, Gewicht, Herstellungsmöglichkeiten und weitere Faktoren werden die Lebenszykluskosten bereits bei der Konstruktion eines Produkts festgelegt. Die Ingenieure aus Hannover prüfen, ob die bisherige monolithische Bauweise oder aber eine kleinskalige (aus mehreren Einzelteilen bestehende) Bauart kostengünstiger ist. Neben der Qualität der Bauteile liegt das Augenmerk dabei auf der Ergonomie und der Nachrüstbarkeit von Innovationen; auch diese Faktoren sollen in dem Projekt monetär bewertbar gemacht werden und in die Kostenrechnung einfließen.

Gemeinsam mit dem Airbus-Werk “Wing Equipping and High Lift” am Standort Bremen möchte das IPH so eine Methode entwickeln, die eine Entscheidung zwischen großskaliger und kleinskaliger Bauweise anhand von wirtschaftlichen Kriterien ermöglicht. Dazu werden die Ingenieure zunächst Module konstruieren, die zeigen, aus wie vielen Teilen ein Bauteil bestehen könnte, was machbar und was sinnvoll ist. Im zweiten Schritt soll geprüft werden, welchen Einfluss eine kleinskalige Bauweise hat, zum Beispiel auf das Gewicht. Damit Konstrukteure zukünftig bereits bei der Konstruktion die bestmögliche Bauweise für ein Produkt finden können, sollen die identifizierten Einflussfaktoren in einen Softwaredemonstrator eingebettet werden. Dieser wird anschließend mit Hilfe von Unternehmensdaten und Abschätzungen validiert.

Eine Herausforderung der modularen Bauweise von Flugzeugflügeln lässt sich bereits jetzt erkennen: Mehr Teile bedeuten auch mehr Fügestellen. Dies kann zu einem Mehr an Gewicht führen, weil eine größere Anzahl an Nieten zum Verbinden der Teile erforderlich wird. In der Luftfahrtindustrie, in der jedes Kilo weniger zählt, wird sich daher die Frage nach alternativen Fügemöglichkeiten stellen. Da im Flugzeugbau der Trend zur Verwendung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) geht, werden neuartige Verfahren zur Verbindung von CFK-Bauteilen entwickelt werden müssen.

Das Projekt „Entscheidungsunterstützung zur Bestimmung der Bauweise (klein- vs. großskalig) und Komponentengröße von großskaligen Bauteilen auf Basis von Lebenszykluskosten“ (Abkürzung: „SkalKomp XXL“) ist im Juli 2011 gestartet und läuft bis Juni 2013. SkalKomp XXL ist eines von insgesamt neun Teilprojekten aus dem Verbundprojekt „Innovationen für die Herstellung großskaliger Produkte“. Unterstützt wird das Großprojekt von dem Land Niedersachsen. Das Ministerium für Wissenschaft und Kultur und das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützen den Aufbau des Forschungs- und Entwicklungsschwerpunktes mit mehr als 1,2 Millionen Euro. Weitere Informationen unter http://www.skalkompxxl.xxl-produkte.net

Meike Wiegand | idw
Weitere Informationen:
http://www.xxl-produkte.net/
http://www.iph-hannover.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Elektrische Spannung: Kaiserslauterer Ingenieure erforschen Versagen bei Kugellagern
28.03.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten