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 Mehr Sicherheit beim Fliegen dank neuer Ultraschall-Prüfsysteme
20.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

nachricht VL- und VSC-Drehmaschinen von EMAG: Die Bremsscheiben-Produktion auf ein neues Level heben
16.11.2017 | 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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften