Verbundprojekt »InBe-KoVer«

Im Verbundprojekt »InBe-KoVer«, das im Jahr 2021 erfolgreich abgeschlossen wurde, haben das Fraunhofer IFAM und das Ingenieurbüro Tank GmbH gemeinsam mit Projektpartnern aus der Industrie an einer lokalen Vorbehandlung und Versiegelung von Verbindungselementen für den Alterungsschutz von CFK-Metallstrukturen und sicherheitsrelevanten Kontakten im Flugzeugbau gearbeitet. Ziel war es, einen Beitrag für die qualitätsgesicherte, automatisierte und umweltfreundliche Luftfahrt-Fertigung und Reparatur zu leisten. Das Fraunhofer IFAM hat sich mit der Erforschung und Verbesserung der Behandlungs- und Versiegelungshomogenität an unterschiedlichen Verbindungselementen befasst.

Sichere Prozesse zum Schutz von Verbindungselementen – emissionsarm und ressourcenschonend

Der Schutz von Verbindungselementen (z. B. Nieten) vor korrosiven Medien durch geschlossene Lacküberzüge ist insbesondere bei CFK-Metall-Mischbauweisen ein struktur- und sicherheitsrelevanter Prozess. Aktuell werden die entsprechenden Verbindungselemente im Flugzeugbau manuell durch eine Lösemittelreinigung, mechanische Aktivierung und erneute Lösemittelreinigung vorbehandelt und mit Lack durch Pinselauftrag versiegelt. Dabei bestehen viele Risiken hinsichtlich Qualität der Prozesse und damit Sicherheit des Flugzeuges. Außerdem ist der aktuelle Stand der Technik mit einem hohen Verbrauch und Entsorgungsaufwand von gesundheits- und umweltbedenklichen Lösemitteln verbunden, was den CO2-Fußabdruck der Fertigungsprozesse in der Luftfahrt-Fertigung deutlich erhöht.

Projektziel war es, einen emissionsarmen, ressourcenschonenden und sicheren Prozess zum Schutz von Verbindungselementen zu konzipieren. Dazu wurde die Kombination eines lokalen, saugunterstützten, gekapselten und robusten Strahlprozesses zur Reinigung und einer automatisierten Applikation der Versiegelungslacke erforscht. Neben der verbesserten Qualität des Alterungsschutzes können Staub- und Lösemittelexposition der Werker vermieden, Ergonomie verbessert und Lackmengen reduziert werden. Die angestrebten Strahl- und Versiegelungstechniken wurden anhand der festgelegten Testgeometrien von anwendungsrelevanten Verbindungselementen sowie an Realbauteilen aus der Luftfahrt erfolgreich erprobt. Die an den Verbindungselementen durchgeführten oberflächenanalytischen Untersuchungen und Auslagerungsversuche zeigten eine deutliche Verbesserung der Adhäsionsbildung und Medienbeständigkeit der applizierten Versiegelung durch die vorgeschaltete, angepasste Strahlvorbehandlung. Damit ist eine ausreichende Konservierung der Verbindungselemente gegenüber den Alterungs- und Korrosionserscheinungen zu erwarten.

Das Projekt wurde im Rahmen des Forschungsprogramms »Luftfahrtforschung und -technologie LuFo V-3, Programmlinie (B) KMU« vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz  (BMWK) gefördert (Förderkennzeichen: 20Q1723 A/B). Die Projektpartner danken dem Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt e.V., dem Projektträger Luftfahrtforschung im Auftrag des BMWK für die finanzielle Förderung und organisatorische Betreuung des Vorhabens. Der Dank gilt auch Airbus, Mankiewicz sowie Premium-Aerotec für die zur Verfügung gestellten Proben, inhaltliche Unterstützung und konstruktiven Diskussionen.