FAST/AGIL

Für eine zukunftssichere Luftfahrt muss die die Luftfahrtindustrie nicht nur bei der Teibhausgas- oder Lärmemission Fortschritte machen. Aus den Herausforderungen unserer Zeit, wie dem Klimawandel, Lieferengpässen und Personalmangel ergibt sich ein enormer Entwicklungs- und Innovationsdruck auf die Branche. Um den komplexen Anforderungen gerecht zu werden, muss die Konzeption und das Testen neuer Komponenten schneller umsetzbar werden. Aktuell dauert die Fertigung neuer Funktionsprototypen mehrere Monate. Wird beim Test dieser Prototypen festgestellt, dass Änderungen vorgenommen werden müssen, beginnt eine neue, zeitaufwendige Iteration.

Im Luftfahrtforschungsprojekt FAST wird eine Methodik entwickelt, um die Prozessketten zur Prototypenfertigung agiler und somit schneller zumachen. Solche Komplexe Herausforderungen erfordern unkonventionelle Lösungsansätze und diverse Teams. Diese Vielfalt wird durch das Konsortium aus der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU), Access e.V., Schaeffler AG, und den Fraunhofer-Instituten IAP, IFAM, IWS abgebildet.

Prozesskettenanalyse

Unter anderem geht es darum die Produktivität der verschiedenen Fertigungsverfahren wie Gießen, Flex- und Umformen oder 3D- Druck an sich zu erhöhen. Im Fokus des Projektes steht aber auch, die Gesamtproduktivität der Prototypenherstellung zu erhöhen, indem die Verfahren in geeigneter Weise kombiniert werden. So können sich bspw. Umformen und Auftragsschweißen gut ergänzen um aufwändige Fräsarbeiten zu ersetzen, wenn Features auf flache Bauteile aufgebracht werden sollen. 

Prozessflussdiagramme, Prozessschlüsselparameter und Prozessfehler-und Auswirkungs-Analysen helfen den auf ihr Fertigungsverfahren spezialisierten Beteiligten eine gemeinsame Sprache zu sprechen und die Vorteile der einzelnen Verfahren bestmöglich miteinander kombinieren zu können.

Digital gestützte, schnelle Technologie- und Prozesskettenrealisierung

Die zunehmende Digitalisierung der Fertigungsverfahren ist ein weiterer Ansatzpunkt zur schnellen Prozesskettenrealisierung. Sie kann die Ingenieure und Ingenieurinnen zum einen dabei unterstützen, ihre Verfahren schneller miteinander zu kombinieren, oder beim Ausfall einer Technologie mit einem anderen Verfahren einzuspringen. Darüber hinaus kann die Analyse der Prozessdaten dazu beitragen, die Prozesse und ihre Kombination besser zu verstehen und die Qualitätssicherung zu unterstützen und zu verkürzen.

Know-How-Transfer für den gelungenen Übergang ehemaliger Braunkohleregionen zu Zukunftsregionen der Luftfahrt

Die in FAST beteiligten Expertinnen und Experten stehen im engen Austausch mit dem Center for Hybrid Electric Systems Cottbus (CHESCO) um ihre langjährige Erfahrung in ihrem Fachgebiet an das dort entstehende Fertigungszentrum zu transferieren und schnell arbeitsfähig zu machen.
 

Die Additive Fertigung ist als besonders agiles Fertigungsverfahren ein vielversprechendes Element der schnellen Prozesskettenrealisierung

Die additive Fertigung bietet neben einer unerreichten Designfreiheit auch die Möglichkeit der Funktionsintegration oder der Gewichtseinsparung durch Topologieoptimierung. Beim Ausfall einer anderen Anlage oder Problemen in Lieferketten kann sie Teile der Prozesskette übernehmen oder für andere Verfahren benötigte Werkzeuge herstellen. Damit können die beschriebenen langen Iterationsphasen verkürzt werden.

Das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik bringt die dafür notwenige Expertise im Metall-3D-Druck in das Konsortium ein. Die zur Produktivitätssteigerungen des Drucks notwendigen Parameterstudien können hier für ein breites Spektrum für Luft- und Raumfahrt relevanter Materialien durchgeführt werden. Die Funktionsintegration und Leichtbauweise wird durch fertigungsgerechtes Design implementiert. Simulationen zur Lastabschätzung aber auch zur Prozessvorbereitung und Analyse runden den Beitrag des IWS zur zukunftssicheren Luftfahrt in Deutschland ab.