Das DLR-Institut für Systemleichtbau entwickelt und erprobt neue Leichtbautechnologien für ressourcenschonende und klimafreundliche Strukturen in Luft- und Raumfahrt, Verkehr und im Energie- und Sicherheitsbereich. Unsere Vision ist der intelligente Systemleichtbau für ein emissionsfreies Morgen. Drei Säulen bilden den Systemleichtbau: Konstruktiver Leichtbau, Materialleichtbau und Funktionsintegration. Im Materialeichtbau sind die auf die Materialdichte bezogenen Festigkeiten und Steifigkeiten von maßgeblicher Bedeutung, im konstruktiven Leichtbau wird durch eine geschickte Konstruktion möglichst wenig Material optimal genutzt und die Integration von aktiven und passiven Zusatzfunktionen in die tragende Struktur erlaubt weitere Masseeinsparungen gemäß dem Motto „Alles trägt mit“. Damit wird die Leichtbaustruktur vom Systemträger zum System.
Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK), einer der modernsten Werkstoffe der Gegenwart, ist fester als Stahl und leichter als Aluminium - ein ideales Material für den Leichtbau. Leichte Flugzeuge sparen Treibstoff und damit Kosten, außerdem stoßen sie weniger Schadstoffe aus. Das Hochleistungsmaterial CFK ist derzeit noch vergleichsweise teuer und seine Produktion aufwändig. Trotzdem nimmt der Einsatz von CFK auch im Automobilbau oder in der Fertigung von Rotorblättern für Windenergieanlagen zu. Zukünftig soll das Gewicht von CFK-Strukturen noch weiter verringert werden. Die Erforschung des Materialverhaltens unter Schädigung und Umwelteinflüssen und die Integration zusätzlicher Funktionen wird derzeit noch offene Fragen beantworten.
Unser Forschungsportfolio umfasst leistungsstarke Werkstoffe, Analysemethoden für den ganzen Lebenszyklus, Funktionen integrierende Leichtbaukonstruktionen, effiziente Fertigungsverfahren für Faserverbundstrukturen im Industriemaßstab, adaptive Struktursysteme sowie die durchgehende Digitalisierung der gesamten Prozesskette. Für die Klärung von Fragen der Materialeigenschaften, Stabilität, Festigkeit sowie des thermischen und akustischen Verhaltens von Komponenten und Bauteilen betreiben wir umfangreiche Versuchseinrichtungen. Dies umfasst ein nach DIN ISO EN 17025 und NADCAP zertifiziertes Prüflabor, thermomechanische Prüfstände, eine Anlage für dynamisches Beulen sowie einen akustischen Transmissionsprüfstand. Die wirtschaftliche Herstellbarkeit von Strukturen bildet ein weiteres wesentliches Element der Forschung und Technologieentwicklung. Anlagen der Wickel- und Autoklavtechnologie in Braunschweig und robotische Anlagen zur Faserablage und hochautomatisierten RTM-Fertigung sowie ein Forschungsautoklav im Industriemaßstab in Stade bilden das Rückgrat der Produktionstechnologie. Mit den Entwicklungen des Systemleichtbaus sind große Herausforderungen verbunden, denn es kommt zu Zielkonflikten zwischen Einzelfunktionen. Diese lassen sich nur lösen, wenn die finale Leichtbaustruktur in seiner Gesamtheit betrachtet wird. Dafür bedarf es einer intensiven Vernetzung des Leichtbaus mit anderen Disziplinen der Produktentwicklung, wie der Aerodynamik, der Regelungstechnik, der Energietechnik und weiteren Fachgebieten.
Das Institut bildet die Brücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung.
Aufseiten der universitären Grundlagenforschung sind wir durch Partnerschaften, Lehraufträge und Kooperationen mit der Technischen Universität Braunschweig, der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, der Technischen Universität Clausthal, der Universität Bremen und der TU Delft verbunden. Aufseiten der anwendungsorientierten Forschung ist durch die Schaffung des Zentrums für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP®) in Stade, durch das Engagement in einem Kundenzentrum mit Airbus sowie dem virtuellen Produkthaus (VPH) in Bremen und die aktive Mitwirkung im Forschungswindpark des DLR auch die Nähe zum industriellen Kunden gewährleistet. Weiterhin engagiert sich das Institut auf einem Plateau für Kleinflugzeuge in Aachen-Merzbrück und unterstützt die Entwicklung unbemannter Vehikel in Cochstedt. Das Institut ist darüber hinaus mit Zulassungsbehörden und im Rahmen internationaler Forschungsprogramme mit Forschungseinrichtungen weltweit in Zusammenarbeit. Die Organisation des Instituts wird in den folgenden Abschnitten ausführlicher dargestellt.
Wissenschaft leben - Das DLR-Institut für Systemleichtbau
Wie können wir in Zukunft besser mit unseren natürlichen Ressourcen umgehen? Wie bleiben wir mit minimalen Emissionen mobil? Wie kann es gelingen, neue Ideen schneller in die Anwendung zu bringen? Wie wollen wir durch unsere Forschung noch mehr Leichtbau, wirtschaftliche Effizienz und weniger Ressourcenverbrauch durch Funktionsintegration erreichen? Die Struktur verstehen wir als System. Dafür erforschen wir auch die Maximierung der Kreislaufnutzung mit unserer neuen Abteilung Nachhaltigkeitstechnologien und wir suchen mit Ihnen gemeinsam nach neuen Wegen zur schnelleren Umsetzung in Anwendungen mit unserer neuen Abteilung Leichtbauinnovation.
Wissenschaft leben - Institut für Systemleichtbau
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Wissenschaft leben - Institut für Systemleichtbau
Wie können wir in Zukunft besser mit unseren natürlichen Ressourcen umgehen? Wie bleiben wir mit minimalen Emissionen mobil? Wie kann es gelingen, neue Ideen schneller in die Anwendung zu bringen? Wie wollen wir durch unsere Forschung noch mehr Leichtbau, wirtschaftliche Effizienz und weniger Ressourcenverbrauch durch Funktionsintegration erreichen? Die Struktur verstehen wir als System. Dafür erforschen wir auch die Maximierung der Kreislaufnutzung mit unserer neuen Abteilung Nachhaltigkeitstechnologien und wir suchen mit Ihnen gemeinsam nach neuen Wegen zur schnelleren Umsetzung in Anwendungen mit unserer neuen Abteilung Leichtbauinnovation.
