Bild des Monats: Recyclebare und flexible faserverstärkte Kunststoffe für den Flugzeugbau

Auf dem Bild ist der Demonstrator einer unkonventionellen, bionischen Versteifungsstruktur eines Flugzeugrumpfes zusehen. Unten ist die Außenhaut sichtbar und darauf Versteifungen. Anstatt sogenannter Stringer und Spannten, die das tragende Gerüst eines Fluzeuges bilden, sind Schaumkerne angebracht, auf die mit Automated Fibre Placement (AFP) spannungsoptimierte Profile abgelegt werden.

Versteifungsstruktur eines Flugzeugrumpfes. Bildnachweis: Dr. Carsten Schmidt/LUH

Automated Fiber Placement (AFP) ist ein automatisierter Fertigungsprozess für Verbundbauteile, insbesondere komplexe Formen, bei dem einzelne Faserbänder mithilfe eines Robotersystems präzise auf eine Formoberfläche aufgebracht werden. Er wird zur Herstellung leichter, hochfester Verbundstrukturen verwendet.

Entstanden ist das Foto dieser neuartigen Rumpfbauweise im Rahmen des Projekts „Flexible Technologien für die Produktion individualisierter CFK-Strukturen – FlexProCFK“, in dem die TU Braunschweig, die Leibniz Universität Hannover und die TU Clausthal zusammenarbeiten. Ziel der Forschenden ist die Entwicklung einer innovativen, flexiblen Fertigungstechnologie für die Herstellung individualisierter CFK-Strukturen. Die Bauweise bildet die Grundlage für aktuelle Forschungsprojekte wie zum Beispiel „reFrame“.

Im Projekt „reFrame“ arbeiten Forschende aus Hannover, Braunschweig, Clausthal und Göttingen daran, kohlefaserverstärkte Kunststoffe so aufzubereiten, dass sie erneut im Flugzeugbau eingesetzt werden können. Denn ihr Recycling stellt eine Herausforderung dar – bislang konnten die zurückgewonnenen Materialien nicht für sicherheitskritische Anwendungen genutzt werden. So soll ein geschlossener Kohlenstofffaser-Recyclingkreislauf ermöglicht und gleichzeitig das Hochleistungspotenzial der Kohlenstofffasern erhalten werden. Hintergrund ist, dass bei solchen Hochleistungsbauteilen keine Leistungseinbußen hingenommen werden können, da sonst das Strukturgewicht und damit beispielsweise der Treibstoffverbrauch von Flugzeugen steigen würde.