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Neue Dimension bei der Strukturüberwachung von Flugzeugteilen

21.08.2012
Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF präsentiert bei der „Internationalen Luftfahrtausstellung ILA“ vom 11. bis 16. September in Berlin zwei Panels aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit integrierter Faseroptik (Halle 3, Stand 3221).

Den Darmstädter Ingenieuren ist es gelungen, große CFK-Teile zu entwickeln, zu bauen und mit einer Last von zwanzig Tonnen zu testen. Damit stößt das Institut bei der Strukturüberwachung in neue Dimensionen vor.


CFK-Panel im Prüfstand des Fraunhofer LBF.
Foto: Fraunhofer LBF

Die Luftfahrt wird umweltfreundlicher: Treibstoffverbrauch, Schadstoffemissionen und Lärm sollen dank innovativer Technologien sinken. Dazu entwickeln Fraunhofer-Forscher im EU-Projekt „Clean Sky“ neuartige Rumpfstrukturen mit strukturintegrierten Funktionen. Die gezeigten Panels enthalten mehrere Sensoren zur Überwachung der Strukturen, unter anderem sind Akustiksensoren appliziert und optische Dehnungssensoren in das Panel integriert.

Die Entwicklung, Fertigung und Prüfung von Prototypen aus Faserverbundwerkstoffen auch mit besonderen Technologien wie der Funktionsintegration von Sensoren ist eine Domäne des Fraunhofer LBF. Die Entwicklungskette umfasste im Falle der Ausstellungsstücke die Auslegung der Struktur mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM), die Detailkonstruktion und Zeichnungsableitung mit CAD, die Konstruktion von Formwerkzeugen und Einspannungen sowie die prototypische Fertigung der Panels mit strukturintegrierten faseroptischen Dehnungssensoren und Sensoren zur Impact-Schadenserkennung.

Fraunhofer LBF entwickelt neues Steckerkonzept

Erstmals wurde ein am Fraunhofer LBF entwickeltes innovatives Steckerkonzept für in Faserverbundwerkstoffen integrierte faseroptische Sensoren in einem seriennahen Fertigungsprozess eingesetzt. Die Panels wurden zerstörungsfrei geprüft mit Lock-In-Thermographie, Ultraschall, Röntgentechnik und zerstörend mit Impact- sowie Ermüdungs- und Restfestigkeitsversuchen.

Am Messestand zeigen die Fraunhofer-Ingenieure ein geprüftes Panel und ein ungeschädigtes Panel. Am funktionstüchtigen Exponat können Besucher ausprobieren, wie die Glasfaser-Dehnungssensoren auf die Belastung des Panels reagieren und dies graphisch am Bildschirm dargestellt wird.

Das Fraunhofer LBF entwickelt, bewertet und realisiert mit ganzheitlicher Kompetenz in Betriebsfestigkeit, Adaptronik, Systemzuverlässigkeit und Kunststoffen unter Leitung von Professor Holger Hanselka gemeinsam mit dem assoziierten Fachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzM an der TU Darmstadt im Team von rund 450 Mitarbeitern maßgeschneiderte Lösungen für alle Sicherheitsbauteile – vom Werkstoff bis zum System, von der Idee bis zum Produkt. Automobil- und Nutzfahrzeugbau, Schienenverkehrstechnik, Schiffbau, Maschinen- und Anlagenbau, Luftfahrt, Energietechnik und andere Branchen nutzen die ausgewiesene Expertise und modernste Technologie auf mehr als 11 560 Quadratmeter Labor- und Versuchsfläche an den Standorten Bartningstraße und Schlossgartenstraße.

Redaktion
Anke Zeidler-Finsel
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Institutsleiter: Prof.-Dr.-Ing. Holger Hanselka
Bartningstraße 47
64289 Darmstadt
Telefon +49 6151 705-268
www.lbf.fraunhofer.de
anke.zeidler-finsel@lbf.fraunhofer.de
Weiterer Ansprechpartner Presseservice:
Ingo Fleuchaus
PR-Agentur Solar Consulting GmbH
Telefon +49 761 38 09 68-27
fleuchaus@solar-consulting.de
Wissenschaftlicher Kontakt:
Dipl.-Ing. Martin Lehmann
Telefon +49 6151 705-416
martin.lehmann@lbf.fraunhofer.de

Ingo Fleuchaus | Solar Consulting GmbH
Weitere Informationen:
http://www.lbf.fraunhofer.de

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