PUNCH – Reproduzierbare und nachhaltige Flachs-Carbon-Hybride für primäre Hubschrauberstrukturen
In diesem Projekt wird eine Primärstruktur eines Hubschraubers in einer Flachs-Carbon Hybridbauweise gefertigt, die anhand einer Prozesscharakterisierung und -simulation optimal ausgelegt wird.
Projektpartner
Invent GmbH, TUM - Lehrstuhl für Hubschraubertechnologie
Laufzeit
01.01.2025 – 31.12.2027
Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Motivation
Das Projekt PUNCH zielt darauf ab, den CO₂-Fußabdruck der Luftfahrt zu senken, indem konventionelle Carbonfaserstrukturen durch ökoeffiziente Flachs‑Carbon‑Hybride in Primärstrukturen ersetzt werden. Dabei wird eine umfängliche Prozesscharakterisierung durch Kompaktierung, Permeabilität und Swelling durchgeführt, um eine robuste Prozessierbarkeit und reproduzierbare Fertigung zu entwickeln. So sollen einerseits Bioanteil und Nachhaltigkeit maximiert, andererseits sollen auch luftfahrtspezifische Anforderungen an Dauerfestigkeit, Nichtlinearitäten und Sicherheit erfüllt werden. Das Projekt schlägt damit die Brücke zwischen grundlagenorientierter Prozessforschung und der fertigungsgerechten Umsetzung realer Hubschrauberbauteile, hier am Beispiel eines Heckauslegers.
Vorgehen
Am Lehrstuhl für Carbon Composites (LCC) wird der Fokus auf die Material-Prozess Interaktion des Infusionsprozesses sowie die Optimierung des Prozesses anhand von Simulationen gelegt. Anhand einer umfänglichen Charakterisierung sollen Kompaktierungsverhalten, Permeabilität und Swelling von Flachs-, Carbon- und Hybrid-Layups experimentell untersucht. Weiterhin werden Infusionstest durch VARI und RTM wichtige Daten sowohl zum Füllgrad und Füllzeit, als auch zu Porosität, Faservolumengehalt, und Lagendicke liefern. Diese Daten fließen dann in die Erstellung von Komapktierungs- und Füllsimulationen ein, um durch eine erweiterte Parametervariation des Lagenaufbaus eine optimierte Hybridbauweise zu identifizieren. Abschließend wird ein Demonstrator beim Projektpartner gefertigt und getestet, sowie auch eine Nachhaltigkeitsbewertung mittels einer LCA beim LCC durchgeführt.
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo VI-3 (“PUNCH”, Förderkennzeichen: 20Q2230).
Ansprechpartner
David Faron, M.Sc.; Dipl.-Ing. Thomas Wettemann