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Leichter, kostengünstiger und effizienter in den Orbit

15.11.2010
In den mit 6,7 Millionen Euro aus dem BayernFIT-Programm geförderten Verbundprojekten ISAR und ComBo arbeiten Augsburger Materialwissenschaftler unter der Konsortialführerschaft der MT Aerospace AG gemeinsam mit Kollegen der Universität Erlangen-Nürnberg, der TU München, der DLR und der FhG an neuen Herstellverfahren für Trägersysteme.

In der Überzeugung, dass damit auch wirtschaftliche Weichen von strategischer Bedeutung gestellt werden, hat Bayerns Wirtschaftsminister Martin Zeil am 10. November 2010 an der Universität Augsburg Förderbescheide im Gesamtvolumen von 6,7 Millionen Euro aus dem BayernFIT-Programm für die Wissenschaft/Wirtschaft-F & E-Verbundprojekte ComBo und ISAR übergeben.

ISAR steht für das Projekt "Innovativer Spinformprozess für hochfeste Aluminiumlegierungen und Rührreibschweißtechnik", ComBo für das F&E-Vorhaben "Effiziente Fertigungstechnologie fur Composite Boostersegmente".

Anspruch beider Projekte ist es, im Kontext der Entwicklung der Trägerrakete Ariane 5 neue Maßstäbe in der Material- und Verfahrenstechnologie zu setzen und binnen der zunächst dreijährigen Förderung durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie bereits greifbare Ergebnisse vorzulegen. Gemeinsam stellen sich diesem Anspruch die MT Aerospace AG als Konsortialführerin und - als Partner - die Universitäten Augsburg und Erlangen-Nürnberg, die TU München sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Fraunhofer Gesellschaft (FhG), die sich beide derzeit mit einschlägigen Einrichtungen in unmittelbarer Nachbarschaft des Instituts für Physik der Universität Augsburg ansiedeln. Die Augsburger Physik und Materialwissenschaft sind in diesem Verbund durch die Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Siegfried Horn und Prof. Dr. Ferdinand Haider vertreten sowie durch das auf materialwissenschaftlichen Technologietransfer spezialisierte Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung (AMU).

Nutzlasten effizienter in den Erdorbit befördern

Die Verbundvorhaben ISAR und ComBo befassen sich mit der Entwicklung von Schlüsseltechnologien, die bei der Herstellung von Leichtbauteilen für zukünftige Trägerraketensysteme zum Einsatz kommen werden. Beide Projekte verfolgen das Ziel, durch Reduktion der Masse von Strukturbauteilen und durch gleichzeitig gesenkte Fertigungskosten Nutzlasten effizienter in den Erdorbit befördern zu können.

Als Vorreiter innovativer Schlüsseltechnologien im Leichtbau und als größter Zulieferer für die Trägerrakete "Ariane" entwickelt und fertigt die MT Aerospace Komponenten und Subsysteme für Luft- und Raumfahrt und für terrestrische Anwendungen, bei denen neben Metallen vorwiegend Faserverbundwerkstoffe eingesetzt werden. Die mit ComBo und ISAR verfolgten Ziele fasst der MT Aerospace-Vorstandsvorsitzende Hans J. Steininger so zusammen: "Gemeinsam wollen wir in den nächsten drei Jahren zeigen, wie große Tankdome aus Aluminium in Zukunft nicht in vielen Einzelschritten aus Segmenten zusammengeschweißt werden müssen, sondern aus einem Rohling in einem einzigen Arbeitsgang geformt werden können. Wir wollen für dieses Verfahren Aluminium-Lithium einsetzen, eine Legierung, mit der man bis zu 30 Prozent Gewicht sparen kann. Und wir wollen demonstrieren, wie Gehäuse für Feststoffmotoren aus Verbundmaterial effizienter und kostengünstiger gefertigt werden können."

ISAR: Mehr als vier Meter durchmessende Tankdome aus Aluminiumlegierungen

Bei ISAR geht es um die Entwicklung eines Spinnformverfahrens, mit dem ebene rührreibgeschweißte Platten aus hochfesten Aluminiumlegierungen zu Tankdomen mit einem Durchmesser von über vier Meter geformt werden können. Für diese Größen gibt es herstellungsbedingt keine einteiligen Ausgangsplatten auf dem Markt. Der Fokus des Projektes liegt auf der Umformbarkeit und den Materialeigenschaften der Schweißnaht. Basierend auf der langjährigen Erfahrung von MT Aerospace im Tankbau für Trägerraketen zeichnet sich eine Anwendung dieser Leichtbautechnologie als besonders vielversprechend für den Einsatz in zukünftigen Trägerraketensystemen aus.

ComBo: CFK-Leichtbauverfahren für künftige Trägersysteme

Im Verbundvorhaben ComBo werden DFK-Leichtbauverfahren für zukünftige Trägersysteme erforscht, bei deren Herstellung CFK-Leichtbautechnologien eingesetzt werden sollen. Konkretes Ziel ist die Entwicklung eines kosteneffizienten Herstellungsverfahrens für Druckbehälter aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen, die als Feststoff-Boostergehäuse Verwendung finden können. Dabei soll das Verfahren so flexibel sein, dass auch andere Bauteile ähnlicher Geometrie und Abmessungen - z. B. Tanks für Luft- und Raumfahrtanwendungen - effizient gefertigt werden können.

Hochqualifizierte Verbundforschung im Interesse des High Tech-Standorts Bayern

ISAR und ComBo stehen für eine enge Kooperation zwischen Industrie, Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen, die ihre Kompetenzen bündeln, um ambitionierte Vorhaben zu bearbeiten. "Solche Vorhaben ließen sich ohne eine Zusammenarbeit, wie wir sie seitens der Augsburger Materialwissenschaft schon seit vielen Jahren mit MT Aerospace als einem unserer wichtigsten Industriepartner betreiben, kaum realisierbar", meint AMU-Geschäftsführer Dr. Wolfgang Biegel. Für ihn bekommt diese Kooperation mit ISAR und ComBo und mit der damit verbundenen Einbeziehung weiterer Forschungspartner eine neue Qualität. Steininger wiederum sieht in den mit 6,7 Mio. Euro vom Freistaat geförderten Verbundvorhaben eine ausgezeichnete Chance, durch die "Nutzung neuer Materialien und Technologien und die vorausschauende Entwicklung neuer effizienter Herstellverfahren für eine namhafte Teilhabe Deutschlands an diesem Zukunftsfeld neuer Trägertechnologie" zu sorgen. Und Wirtschaftsminister Zeil sieht das ISAR- und ComBo-Engagement des Freistaats als wichtigen Beitrag, um hochqualifizierte Forschung in zukunftsfähiger Spitzentechnologie zu förden und die "technologische Leistungsfähigkeit im Bereich der Raumfahrt am Standort Bayern" zu untermauern.

Ansprechpartner an der Universität Augsburg:

Prof. Dr. Siegfried Horn
Lehrstuhl für Experimentalphysik II
Universität Augsburg
Universitätsstraße 1
86159 Augsburg
Telefon +49(0)821/598-3438

Klaus P. Prem | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-augsburg.de/

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