Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAMDie Luftfahrtbranche ist im Wandel: Innovationszyklen werden kürzer, Anforderungen in Produktion und Fertigung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Emissionen und Umweltverträglichkeit steigen. Um diese Herausforderungen zu meistern, sollen die Flugzeugteile der Zukunft kostengünstiger, flexibler und ökologischer sein. Das Fraunhofer IFAM unterstützt im Projekt »MORPHO« die Transformation der Branche. Das Ziel: Eine leise, effiziente, nachhaltige und gleichzeitig wirtschaftliche Luftfahrt von Morgen. Am Beispiel eines Flugzeug-Turbinenblatts konnten unsere Wissenschaftler*innen das Potenzial von Sensoren verdeutlichen, die darin integriert werde
Die Zukunft des Bauteilmanagements: Kontinuierliche Überwachung dank innovativer Sensortechnologie
Nahezu alle Bauteile eines Flugzeugs können heute aus Faserverbundkunststoffen (FVK) gefertigt werden. Dabei handelt es sich um mit Glas- oder Kohlenstofffasern verstärkten Kunstharz. Der Einsatz von FVK ermöglicht die Integration von Sensoren, sogenannten Faser-Bragg-Gittern (FBGs), bereits während des Fertigungsprozesses. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Verwendung modernster Herstellungstechniken wie dem Resin Transfer Molding (RTM), bei dem die Sensoren direkt in die geschlossene Form eingefügt werden, während das Harz ausgehärtet wird. Diese Sensoren liefern nicht nur während des Herstellungsprozesses wertvolle Daten, sondern ermöglichen auch eine fortlaufende Überwachung des Bauteilzustands während seiner gesamten Lebensdauer.
Darüber hinaus erforschen wir innovative Drucktechniken wie Siebdruck, Dispensverfahren und Aerosol Jet® Printing, um Sensoren direkt auf die Bauteile zu applizieren. Im Projekt »MORPHO« haben wir erfolgreich Piezo- und Temperatursensoren auf Faserverbund-Bauteile gedruckt, wodurch Daten für Digitalisierungszwecke oder die strukturelle Zustandsüberwachung generiert werden können.
Effizienzsteigerungen in den Wartungsprozessen von Flugzeugen
Durch die Integration von Sensorik in Flugzeugkomponenten bieten wir nicht nur einen Mehrwert in Bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit, sondern ermöglichen auch erhebliche Effizienzsteigerungen in den Wartungsprozessen. Perspektivisch könnten kontaktlos auslesbare Sensorstrukturen die Wartungszeiten deutlich verkürzen und die Betriebskosten senken.
Das Fraunhofer IFAM bietet der Luftfahrtindustrie ein breites Spektrum an Innovationen in den Bereichen Materialqualifizierung und Fertigungsprozesse. Damit trägt das Fraunhofer IFAM zu einer nachhaltigen, effizienten und dennoch wirtschaftlich wettbewerbsfähigen Luftfahrt von morgen bei.
