Page 53 - Forschungsbericht 2021 - Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik

PEP4.0

Entwicklung eines hocheffizienten verknüpften
Produktentstehungsprozesses (PEP) für hybride
Leichtbaustrukturen im Kontext von Industrie 4.0

Im Projekt PEP4.0 forscht das ILK gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland Zeitraum
an effizienten Methoden zur Entwicklung eines Triebwerk-Zwischengehäuses 01.07.2018 – 30.06.2023
(IMC) in Metall-Faserverbund-Bauweise (siehe Abb. 01). Grundlage dafür ist
ein digital verknüpfter Produktentstehungsprozess, welcher die Methoden, Projektleitung
Modelle und Daten der Einzeldisziplinen von Gestaltung, Auslegung und Fer- Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude
tigung zu einer vernetzen Entwicklungsstruktur von der Spezifikation der An-
forderungen bis zur Fertigung verbindet (siehe Abb. 02). Kontakt
Dr.-Ing. Sebastian Spitzer
Durch diesen Ansatz wurde erfolgreich eine hybride Bauweise des IMC er-
arbeitet, welche die strukturellen Lasten über aerodynamische Leitschaufeln Projektpartnerschaft mit
aus Faser-Kunststoff-Verbund aus dem Inneren des Triebwerkes nach außen Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG
überträgt. Die Lasten nimmt dabei ein Faserverbund-Ring mit einem Durch-
messer von ca. 1,20 m auf und führt sie an einer Stelle zusammen, wo sie Finanzierung/Förderung
dann an den Flugzeugrumpf ausgeleitet werden. Über diesen Lastpfad kann
der im Triebwerksinneren erzeugte Schub zudem zum Antrieb des Flugzeugs
genutzt werden.

Die Leitschaufeln bestehen aus lastpfadgerechten variabelaxial angeordne-
ten Fasern, welche durch das Tailored-Fiber-Placement-Verfahren abgelegt
werden. Bundesministerium für Wirtschaft und
Klimaschutz (BMWK): Luftfahrtforschungs-
Der zur Realisierung einer derartigen Struktur aufgebaute konstruktive Ent- programm LuFo V-2
wicklungsprozess ist eine Weltneuheit, die nur durch die digitale Verknüp- Förderkennzeichen: 20X1717B
fung und enge Zusammenarbeit der Projektpartner mit dem Leibniz-Institut Betreut durch:
für Polymerforschung Dresden (IPF) und der Hightex Verstärkungsstrukturen
GmbH erreicht werden konnte.

Deutsches Zentrum für Luft- und
Raumfahrt e. V. (DLR)

Abb. 01 Rolls-Royce Pearl 15 (links), metallisches strömungsführendes IMC im Pearl 700
Triebwerk (Mitte) und Faserverbund-Metall-IMC künftiger Generationen (rechts).

Abb. 02 Zusammenspiel der Einzeldisziplinen von Bauteilgestaltung, Dimensionierung
und Fertigung bei der Entwicklung von FKV-Strukturen.

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