Abschnitt eines thermoplastischen Slat-Vorflügels
Das Kernthema „Hochleistungsleichtbaustrukturen für die Luftfahrt und den Verkehr“ ist geprägt durch interdisziplinäre Forschungskooperationen mit anderen Instituten des DLR (AT, WF, AE und FK) sowie mit Firmen der Luft- und Raumfahrtbranche und mit Automobilzulieferern in Baden-Württemberg, Deutschland und Europa. Das Engineering mit faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit duromeren und thermoplastischen Matrices im Bauteilentwurf und der Berechnung sowie die Nutzung von geeigneten Fertigungsrouten, unter Berücksichtigung der Kosteneffizienz und Wirtschaftlichkeit und industriellen Ansätzen, ermöglicht die Bereitstellung geschlossener Prozessketten. In diesem Forschungsfeld wird damit die Fähigkeit zur Bauteilgestaltung vom Design bis zum fertigen prototypischen Bauteil durchgängig abgebildet.
Im Bereich „Hochauftriebsstrukturen“ nutzt das Institut die eigenen Kompetenzen zu thermoplastischen und duromeren Werkstoffen und entwickelt Verarbeitungs- und Verbindungstechniken weiter. Das Know-How zum High-Velocity-Impact-Verhalten von FVK-Strukturen ermöglicht eine entsprechend leistungsfähige Bauteilgestaltung.
Beim Thema „Triebwerksstrukturen“ arbeiten die DLR-Ingenieure an geschlossenen Prozessketten für Triebwerksstrukturen. Die Infrastruktur dafür ist am Institut vorhanden - gegebenfalls wird diese durch erprobte Schnittstellen nach außen ergänzt. Technologisch stützt sich beispielsweise die Entwicklung hybrider Verdichterschaufeln, basierend auf CFK, werkstoffseitig auf die Vakuumkonsolidierungstechnik, um die Materialien Thermoplast und Titan zur Prototypenherstellung zu kombinieren.
Im Thema „Strukturen für die Verkehrstechnik“ steht die Forderung nach leichten und kosteneffektiven Strukturen im Vordergrund. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass ein Spin-Off aus der Luftfahrt die Anforderungen der Automobil-Industrie wenig unterstützt. Das Wissen im Institut über moderne Hochleistungswerkstoffe kann genutzt werden, um automobilfähige Strukturen mit neuen Kunststoffen und faserverstärkten Werkstoffen für terrestrische Anwendungen zu entwickeln.
Ein etwas breiterer Ansatz wird im Bereich „Thermoplastische und duromere Faserverbund- und Hybridstrukturen“ verfolgt. Schwerpunkt der Faserverbundtechnologie am Institut war in den letzten Jahren die Entwicklung thermoplastischer und duromere Faserverbund- und Hybridstrukturen in autoklavlosen Fertigungsverfahren. Die Thermoplasttechnologie stützt sich dabei auf Verfahrenstechniken wie die Vakuumkonsolidierung, das Vacuum Molding und das Heißpressen. Konsequenterweise wurde auf dem Gebiet der duromeren Faserverbundwerkstoffe damit begonnen, durch autoklavlose Fertigungsverfahren mit ähnlichen Verfahren wie bei den Thermoplasten, Alternativen zu Prepreg-Bauweisen zu schaffen. Das VARI-Verfahren bietet dazu ein Maximum an Flexibilität zur Herstellung von komplexen mehrfach gekrümmten Strukturen.
In allen Themenbereichen bestehen heute gut abgestimmte Kooperationen mit industriellen Partnern, wie zum Beispiel Airbus Deutschland GmbH und EADS-M, Rolls-Royce, MTU Aero Engines sowie mit Instituten des DLR im Rahmen von Luftfahrtprojekten.