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Film über das Entwicklungsprojekt "CFK-Integral"


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Entwicklungsprojekt "CFK-Integral"im Bereich der Flugzeug-Fertigungstechnik

Förderung der Entwicklung einer Prozesskette zur Fertigung hochintegraler Bauteile aus Faser verstärkten Kunststoffen (CFK) am Beispiel einer Landeklappe

Diese Anlage dient zur Herstellung von Landeklappen aus Faser verstärkten Kunststoffen
Anlage zur Herstellung von Landeklappen

In der Region Bremen ist der Luftfahrzeugbau mit etwa 10.600 Beschäftigten und einem Jahresumsatz von rund 0,8 Mrd. € traditionell eine der Schlüsselindustrien. Die herausra­gende Bedeutung für die Hansestadt basiert in erster Linie auf dem sehr hohen FuE-Wertschöpfungsanteil von ca. 40 % sowie dem inzwischen weltweiten Aktivitätsradius dieser Branche. Damit trägt dieser Wirtschaftszweig zusammen mit dem Raumfahrzeugbau maßgeb­lich zur Entwicklung Bremens als Hochtechnologie-Standort bei. Er ist darüber hinaus zu einem der wichtigsten bremischen Imageträger geworden. Mit etwa 3.500 Beschäftigten (Stammpersonal) ist das Bremer Werk das zweitgrößte von Airbus in Deutschland und stellt damit den zweitwichtigsten Standort der deutschen zivilen Luftfahrtindustrie dar. Gerade vor dem Hintergrund des derzeitigen Airbus-Sanierungsprogramms "Power 8" sowie der anstehenden Zuordnung der Arbeitspakete im Hinblick auf den neuen Flugzeugtyp A 350 kommt es aktuell darauf an, die Wettbewerbsfähigkeit des Luftfahrzeugbau-Standorts Bremen durch Produkt- und Prozessinnovationen spürbar zu steigern.

Die Hauptzielsetzungen dieses für den Technologie- und Luftfahrt-Standort Bremen äußerst bedeutsamen Vorhabens basieren auf dem weltweit zunehmenden Wettbewerbsdruck im Flug- und gesamten Fahrzeugbau, Gewicht sparen zu müssen. Dies gilt neben der Luftfahrtindustrie, wo die Betriebskosten eines Flugzeugs mitentscheidend für den Kauf sind, beispielsweise auch für die Automobilindustrie, wo – auch aus ökologischen Gründen – immer mehr der Kraftstoffverbrauch und damit die Emissionen im Vordergrund stehen.

Die Fasern für die Landeklappen werden nach einem Schnittmuster zusammengesetzt
Fasern vorbereiten

Neueste Entwicklungen der Fertigungstechnik bei der Verwendung von Kohlenstofffaser verstärktem Kunststoff (CFK), dem im Flugzeugbau auf Grund seines vergleichsweise niedrigen Gewichts eine stark zunehmende Bedeutung zuzuordnen ist, sowie darauf abgestimmte Konstruktionen und Bauweisen ermöglichen eine neue Generation hochintegraler Bauteile aus CFK. Die hochintegrale Bauweise – also praktisch aus "einem Guss" – führt zu einer drastischen Reduzierung der Anzahl von Einzelteilen. Es kann somit signifikant günstiger gefertigt werden. Außerdem können deutlich leichtere Bauteilstrukturen eingesetzt werden. Diese Möglichkeiten gilt es, für bremische Unternehmen zu erschließen und damit diese Unternehmen technologisch zukunftssicherer auszurichten.

Der erste Prototyp (Teilstück einer Landeklappe), der mit der Anlage erstellt wurde, wird begutachtet
Begutachten

Nachdem das europaweite Airbus-Konsortium Ende 2006 die Entscheidung für die Entwick­lung und den Bau des A 350 gefällt hat, hat sich die bremische Airbus-Leitung auf dieser Basis entschlossen, die Ausdehnung der Landeklappen-Aktivitäten im Bremer Werk in Richtung hochintegraler Bauteile einzuleiten. Vor diesem Hintergrund wird eine grundlegende Kooperation mit dem Faserinstitut Bremen e. V. (FIBRE) als einem der interessantesten Entwicklungspartner im Rahmen von CFK-bezogenen Aktivitäten in Bremen angestrebt. Hinzu kommen die in Bremen angesiedelten Unternehmen ThyssenKrupp Krause und ThyssenKrupp Nothelfer, die ihr Tätigkeitsspektrum auf die Luftfahrtindustrie ausweiten wollen, sowie der Bremer Mittelständler Haindl Kunststofftechnik, der bereits über CFK-Kenntnisse und -Fertigkeiten verfügt.

Das Vorhaben kann insbesondere dazu beitragen, dass bei Airbus Bremen im Bereich Hochauftriebssysteme / HLS (bewegliche Flügelteile zur Optimierung der Start- und Landephase) nunmehr noch der bedeutsame Aufga­benschwerpunkt Teilefertigung hochintegraler Landeklappenstrukturen hinzu käme, wodurch die gesamte HLS-Pro­zesskette im Bremer Werk zukunftssicherer erweitert würde. Geschlossene Prozessketten sind im industriellen Bereich prinzipiell ausgeprägt Standort bindend. Zudem werden die Kompetenzen des FIBRE im Bereich hochintegraler Bauteile weiterentwickelt. Das Kompetenzspektrum der bremischen Materialwissenschaften wird somit in dem wichtigen Forschungs- und Innovationsbereich der CFK deutlich erweitert. Nach erfolgreichem Projektabschluss – also der Entwicklung einer hochintegralen Landeklappe aus CFK einschließlich der damit verbundenen neuen Fertigungsverfahren – und anschließender Überführung der Entwicklung in die Landeklappenproduktion dürfte darüber hinaus eine Diversifizierung der hochintegralen CFK-Bauweise in Wirtschaftsbereiche wie Maschinen-, Automobil- oder Windkraftanlagenbau sehr gut möglich sein.

Das Bild zeigt ein Teilstück einer Landeklappe
Landeklappe

Was den Hauptinhalt des Projekts anbelangt, geht es schwerpunktmäßig darum, drei neue Landeklappen-Fertigungsverfahren zu untersuchen und auszulegen. Unter Einsatz von Simulationsmethoden der digitalen Fabrikplanung werden Prozessketten frühzeitig verglichen und optimiert. Dabei ergeben sich folgende Detail-Aufgabenstellungen:

  • Spezifikation, Auslegung und Design des Bauteils

  • Berücksichtigung der Integration von Lasteinleitungselementen,

  • Entwicklung eines Simulationsmodells,

  • Materialauswahl und Optimierung des Laminataufbaus,

  • Entwicklung von Montagekonzepten und zerstörungsfreien Prüfverfahren sowie

  • Entwicklung von Reparaturkonzepten.

Das Vorhaben wurde im Juni 2007 begonnen und im Mai 2009 abgeschlossen.

Sehen Sie hier einen Film CFKIntegral (wmv, 18.3 MB)

Projektdaten

Wirkungsgebiet: Umsetzungsort: Volumen insgesamt (EFRE-Programm): davon öffentliche Mittel: davon EFRE-Mittel:
Land Bremen Stadt Bremen 3.550.000€ 3.550.000€ 1.775.000€