Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

LZH optimiert laserbasierte CFK-Nachbearbeitung für die Luftfahrtindustrie

24.11.2016

Um Flugzeugbauteile aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) in Zukunft effizienter nachbearbeiten zu können, hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) gemeinsam mit der INVENT GmbH, OWITA GmbH und Precitec Optronik GmbH das Verbundprojekt ReWork gestartet. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines prozesssicheren Verfahrens für dünnwandige und komplexe CFK-Bauteile.

Viele Flugzeugbauteile bestehen heute aus dem Leichtbauwerkstoff CFK. Die Vorteile dieses Materials sind das geringe Gewicht und die hohe Stabilität. Allerdings ist die Bearbeitung dieses Werkstoffs nach wie vor aufwendig. Um fertigungs- und betriebsbedingte Fehlstellen schneller und kostengünstiger beseitigen zu können, benötigt die Luftfahrtindustrie deshalb eine prozesssichere Lösung.


Reparaturvorbereitung eines CFK-Flugzeugteils durch lagenweises Laserabtragen der beschädigten Werkstoffschichten.

Foto: LZH

Eliminierung von Fehlstellen durch passgenaue Patches

Laserbasierte Verfahren bieten vielversprechende Ansätze: Kohlenstofffasergewebe lässt sich so berührungslos, kraft- und verschleißfrei bearbeiten. Zudem ermöglicht es die hohe geometrische Auflösung des Lasers, die Oberfläche präzise zu schäften und passgenaue Ersatzlagen einzubringen. Bei dieser sogenannten Patch-Reparatur werden die Fehlstellen zunächst lagenweise per Laser entfernt und anschließend mittels Patch lagengetreu ersetzt.

Eine innovative Systemtechnik, bestehend aus Laser, Scanner, Kurzkohärenz-Interferometriesystem sowie einer Steuerungssoftware, soll je nach Beschaffenheit des CFK-Bauteils individuelle Prozessparameter ermitteln. Für die nötige Präzision beim Lagenabtrag sorgt das Kurzkohärenz-Interferometriesystem, das die Abtragstiefe örtlich hoch aufgelöst misst. Deformationen der Oberfläche durch Aufdickungen wie sie bei mechanischen Bearbeitungsverfahren häufig auftreten, lassen sich so vermeiden.

Flexible Laserparameter für variable Bauteilgeometrien

Neben der passenden Systemtechnik steht die Weiterentwicklung des Laserprozesses im Mittelpunkt der Arbeiten der Gruppe Verbundwerkstoffe in der Abteilung Produktions- und Systemtechnik. Eine Herausforderung bei der laserbasierten Oberflächennachbearbeitung von Flugzeugteilen aus CFK ist, dass diese oftmals dünnwandig und komplex geformt sind und deshalb individuell angepasste Laserparameter erfordern. Zudem weist CFK typischerweise eine räumlich inhomogene Wärmeleitung auf.

Um trotzdem eine konstante Oberflächenqualität zu erreichen, erarbeiten die LZH-Experten eine ausgeklügelte Prozessstrategie – auch unter Berücksichtigung der geometrischen Skalierbarkeit der Prozessparameter. Die neue Technologie soll sowohl auf 2D- als auch auf 3D-Bauteile anwendbar und idealweise automatisierbar sein.

Gefördert wird das Projekt „Prozesssicheres Re-Work an dünnwandigen, gekrümmten CFK-Oberflächen mittels photonischer Systeme und piezo-gestützter Qualitätskontrolle“ (ReWork) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für eine Laufzeit von drei Jahren.

Dr. Nadine Tinne | Laser Zentrum Hannover e.V.
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht 3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten
23.01.2018 | Universität Kassel

nachricht Luftturbulenzen durch Flugzeuge bald beherrschbar
08.12.2017 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Lebensrettende Mikrobläschen

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten

23.01.2018 | Maschinenbau

CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics