Ziel des Verbundprojekts „Effiziente Herstellverfahren und Technologien für 1-Tank-Abwassersysteme (HuTAb)“ ist die Entwicklung und Zusammenführung neuartiger Herstellungsverfahren und Systemkomponenten, um die Ausfallsicherheit und Wirtschaftlichkeit von 1-Tank-Abwassersystemen in der zivilen Luftfahrt zu erhöhen.
Während durch den Industriepartner COTESA GmbH neue Verfahren zur effizienten Herstellung robuster Tankstrukturen entwickelt werden, bringt Projektleiter Diehl Aviation Gilching GmbH neuartige Ansätze für die Systemkomponenten Füllstandsmessung, Waste-Separator und Vakuumgenerator voran.
Zusammen mit dem Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL GmbH) in Hamburg verfolgt die Helmut-Schmidt-Universität das Ziel, die sekundären Lasteinleitungsstrukturen am Tank durch ein additives Verfahren direkt auf der Tankoberfläche aufzubauen. Bisher werden diese separat gefertigt und manuell auf die Tankoberfläche geklebt. Durch die Anwendung eines Druckprozesses wird mit dem Wegfall des Klebeprozesses neben einem weniger aufwändigen und wirtschaftlicheren Prozess auch eine Verbesserung der Funktionalität und eine Gewichtseinsparung erwartet.
Durch die additive Fertigung von Anbauteilen auf der CFK-Oberfläche des ca. 1 Kubikmeter Volumen fassenden, zylindrischen Tanks entstehen neue Herausforderungen:
Da sich die zu druckenden Teile an unterschiedlichen Positionen auf der gekrümmten Oberfläche des Tanks befinden, kann das Material nicht immer direkt von oben in horizontalen Schichten aufgebracht werden. Der Prozess ist also nur möglich, wenn der Druckkopf nicht wie beim konventionellen 3D-Druck starr durch drei orthogonale Stellmotoren (Linearführung), sondern durch einem frei beweglichen Industrieroboter verfahren wird. Durch die zusätzlichen Freiheitsgerade des eingesetzten 6-Achs-Roboters entsteht eine deutlich höhere Flexibilität, mit der aber auch eine deutlich größere Ungenauigkeit im Druckprozess einhergeht. Diese Ungenauigkeit beeinflusst die Qualität der gedruckten Teile negativ und kann im schlimmsten Fall dazu führen, dass die gefertigten Teile unbrauchbar werden.
An der Helmut-Schmidt-Universität wird deshalb ein bildgebendes System entwickelt, das den Druckprozess in Echtzeit überwacht und auftretende Abweichungen erkennt. Ziel ist es, auf Basis der gewonnenen Daten die Position und Bewegung des Druckkopfes im laufenden Prozess zu korrigieren und Fehler bereits vor ihrer Entstehung zu vermeiden.
Die zylindrische Form des Tanks verhindert außerdem die Verwendung planer Druckschichten und macht die Berechnung einer angepassten Druckkopftrajektorie zu einem wesentlichen Bestandteil des Prozesses. Sie wird zusätzlich durch die typischen Fertigungstoleranzen in der Herstellung der Tanks erschwert, sodass für jedes Bauteil mit Hilfe eines durch die 3D-Messtechnik erstellten Oberflächenscans der Tankoberfläche eine individuelle Trajektorie berechnet werden muss.
Gesamtprojektlaufzeit: Januar 2018 – März 2022
Letzte Änderung: 12. September 2018