Kosteneffizient und sicher unterwegs

Innovativere Produkte mit erhöhter Dauerfestigkeit und Sicherheit: Sicherheit bedeutet nicht nur ein schadensfreies Betriebsleben sondern auch die zuverlässige Früherkennung von Schäden. Dies soll u. a. zu einer Reduktion der Wartungskosten führen. Das Fraunhofer LBF arbeitet an neue Technologien und Konzepten für sicherere Produkte . Neben den klassischen Wöhler- und Gassner-Linien, die seit Jahrzehnten als Kernelemente für Material- und Bauteilcharakterisierung gelten, entwickelt das Institut neue Konzepte und Strategien, die operativen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanfragen entgegen kommen.

Kosteneffiziente Sicherheit im Flugzeugbau

Fertigung von Faserverbundbauteilen

Sensoren werden direkt in die Struktur integriert und können auftretende Schäden überwachen.

Structural Health Monitoring:

Im Rahmen verschiedener deutscher und europäischer Projekte, entwickelt das Fraunhofer LBF "Structural Health Monitoring – SHM" Konzepte, die für die Überwachung kritischer Bauteile ausgelegt werden. In Rahmen des europäischen Projekts "Clean Sky" arbeiten die Wissenschaftler an der Auslegung, Fertigung und Erprobung intelligenter Systeme, die die Beanspruchung eines Bauteils messen und dessen Integrität überwachen können. Mittels optischer Fasern werden durch die Messung von Dehnungen Lasten erfasst.

Für Luftfahrt-Anwendungen wird diese Technologie in Verbindung mit Faserverbundbauteilen eingesetzt und validiert. Coupons und Strukturteile werden mit integrierten optischen Fasern in unseren Laboren gefertigt und unter realistischen Beanspruchungen getestet. Die Überwachung der Strukturintegrität erfolgt durch passive und aktive Methoden. Dafür werden piezokeramische Sensoren eingesetzt. Sie überwachen mittels akustischer Verfahren die Integrität eines Bauteils. Die Hochfrequenzwellenausbreitung dient als Messsignal für Integritätserkennung und Schadensidentifizierung. Faserverbundbauteile stellen für die Strukturintegrität eine besondere Herausforderung dar, da sie spezielle Schadenmechanismen und strukturelle Eigenschaften besitzen. Die Fertigung der Faserverbundenenbauteile mit integrierten piezokeramischen Sensoren erfolgt in den Laboren des Fraunhofer LBF. In Verbindung mit hochwertigen Messsystemen, werden die vom Institut entwickelten Konzepte und Modelle überprüft und validiert.

Die Palette der LBF-Kompetenzen beinhaltet auch die Anwendung von Nanomaterialien, die für die Sicherheit im Luftfahrtbereich eingesetzt werden. Das auf „CNT – Carbon NanoTubes“ basierte „bucky paper“ wird im Flügelbereich eingesetzt, um den Aufbau von Eis an kritischen Stellen zu vermeiden. Auch hier entwickelt, realisiert und testet das Institut Konzepte für die Integration dieses Materials. Zusammen mit seinen europäischen Partnern arbeitet das Fraunhofer LBF an der Entwicklung neuer SHM Systeme und Sicherheitskonzepte für die „grünen“ Flugzeuge der Zukunft.

Kundennutzen:

Faserverbundbauteile haben ein großes Potential, das aber im praktischen Einsatz noch nicht vollständig ausgenutzt werden kann. Durch die vom Fraunhofer LBF entwickelten Überwachungssysteme werden das mechanische Verhalten und die am Bauteil entstehenden Schäden beobachtet. Das Institut bietet SHM Konzepte mit Fertigung des Bauteils, Integration von Sensoren und die entsprechende Messtechnik für experimentelle Verifikation an.

EU Projekt