Neues Forschungsprojekt: VOLARE² - VoLocopter mit dreidimensional gewebten Strukturbauteilen für maximales Einsparpotential bei Elektromobilität
Die Verfolgung von Gewichtseinsparungen ist seit jeher ein zentrales Anliegen in der Luft- und Raumfahrtentwicklung. Besonders hier steht ein reduziertes Gewicht im direkten Zusammenhang mit Vorteilen in Bezug auf Kraftstoffeffizienz, Emissionsreduktion, Reichweite und Nutzlast. Dies führt zu verbesserten Bilanzen in Bezug auf Ökoeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit. In den letzten Jahrzehnten hat der Einsatz von Faserverbundkunststoffen (FVK) als Ersatz für traditionelle metallische Komponenten in allen Arten von Luftfahrzeugen zugenommen. Um diesen Anteil weiter zu steigern, sind zunehmend wirtschaftliche und effiziente Technologien gefragt, die es ermöglichen, den Faserverbundwerkstoff gezielt an das Strukturbauteil anzupassen. Hier setzt die innovative 3D-Webtechnologie an.
Die Verfolgung von Gewichtseinsparungen ist seit jeher ein zentrales Anliegen in der Luft- und Raumfahrtentwicklung. Besonders hier steht ein reduziertes Gewicht im direkten Zusammenhang mit Vorteilen in Bezug auf Kraftstoffeffizienz, Emissionsreduktion, Reichweite und Nutzlast. Dies führt zu verbesserten Bilanzen in Bezug auf Ökoeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit. In den letzten Jahrzehnten hat der Einsatz von Faserverbundkunststoffen (FVK) als Ersatz für traditionelle metallische Komponenten in allen Arten von Luftfahrzeugen zugenommen. Um diesen Anteil weiter zu steigern, sind zunehmend wirtschaftliche und effiziente Technologien gefragt, die es ermöglichen, den Faserverbundwerkstoff gezielt an das Strukturbauteil anzupassen. Hier setzt die innovative 3D-Webtechnologie an.
Insbesondere für massive und komplexe FVK-Bauteile bietet die 3D-Webtechnologie die Möglichkeit, räumlich verwebte Faserstrukturen als Gewebe-Preforms zu erzeugen. Diese können endkonturnah hergestellt werden und sind durch die flexible Gestaltung des Gewebes besser an die auftretenden Belastungen angepasst. Die große Gestaltungsfreiheit der 3D-Gewebebindungen ermöglicht auch die Integration von Anbindungspunkten oder Gelenken direkt in die Gewebe-Preform. Dadurch kann das intrinsische Leichtbaupotenzial der Faserverbundbauweise für komplexe und lasttragende Strukturen effizienter genutzt werden.
Am Beispiel einer Fahrwerkskomponente des Airtaxis "VoloRegion" der Firma Volocopter wird das Potenzial der 3D-Webtechnologie verdeutlicht, hochbeanspruchte und leichte Strukturbauteile in Luftfahrzeugen herzustellen. Eine Validierung erfolgt sowohl numerisch als auch durch Komponententests für die definierten Betriebslasten sowie durch den Einsatz in einem fliegenden Prototypen. Die erfolgreiche Umsetzung dieses Projekts belegt die grundsätzliche Eignung der 3D-Webtechnologie für anspruchsvolle und lasttragende Primärbauteile in verschiedenen Luft- und Landverkehrsmitteln. Das übergeordnete Ziel besteht darin, durch konsequenten und intelligenten Leichtbau weitere Möglichkeiten zur Reduzierung von Emissionen im Mobilitätssektor aufzuzeigen.
Das Projektkonsortium setzt sich aus den Unternehmen Volocopter GmbH in Bruchsal (Verbundführer), Keim Kunststofftechnik GmbH in Wiernsheim-Pinache, den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung in Denkendorf und dem Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie des DLR in Stuttgart zusammen.
Quelle: www.dlr.de/bt/de/desktopdefault.aspx/tabid-19286/31872_read-86656/
