{"id":3186,"date":"2020-06-29T08:04:58","date_gmt":"2020-06-29T06:04:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/?page_id=3186"},"modified":"2023-09-21T11:49:55","modified_gmt":"2023-09-21T09:49:55","slug":"fiona","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/forschung\/forschungsgebiete\/fiona","title":{"rendered":"Funktions-Integrierte Optimierte Neuartige Additive Strukturen (FIONA)"},"content":{"rendered":"<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft size-medium wp-image-5073\" src=\"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2022\/03\/BMWi_Logo_gefoerdert_durch_380x391-2-292x300.png\" alt=\"BMWi_Logo\" width=\"292\" height=\"300\" data-credit=\"BMWi\" srcset=\"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2022\/03\/BMWi_Logo_gefoerdert_durch_380x391-2-292x300.png 292w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2022\/03\/BMWi_Logo_gefoerdert_durch_380x391-2.png 380w\" sizes=\"auto, (max-width: 292px) 100vw, 292px\" \/><\/p>\n<h3>\u00a0<\/h3>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-3193 alignright\" src=\"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/Logo-e1593507818444.png\" alt=\"FIONA-Logo\" width=\"694\" height=\"260\" data-credit=\"Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Polar- und Meeresforschung\" srcset=\"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/Logo-e1593507818444.png 694w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/Logo-e1593507818444-300x112.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 694px) 100vw, 694px\" \/><\/p>\n<h3>\u00a0<\/h3>\n<h3>\u00a0<\/h3>\n<h3>\u00a0<\/h3>\n<h3>\u00a0<\/h3>\n<h3>\u00a0<\/h3>\n<h3>FKZ: <strong>20W1913C<\/strong><\/h3>\n<h2>Projekthintergrund<\/h2>\n<p>Urspr\u00fcnglich wurde die additive Fertigung als Rapid Prototyping bezeichnet. Das Rapid Prototyping sollte als eine schnelle und kosteng\u00fcnstige Methode zur Herstellung eines Prototyps dienen [1].<\/p>\n<p>Additiv hergestellte Bauteile f\u00fcr Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt k\u00f6nnen sehr komplex sein und m\u00fcssen meist extremen Anforderungen gen\u00fcgen. Diese extremen Anforderungen k\u00f6nnen wiederum zu komplexen Strukturen f\u00fchren. Diese Komplexit\u00e4t stellt bestehende Fertigungsverfahren vor Herausforderungen und kann zudem bei weiter steigender Komplexit\u00e4t die Herstellungskosten f\u00fcr traditionelle Herstellungsprozesse weiter ansteigen lassen.<\/p>\n<p>In Flugzeugbordnetzen erfolgt die \u00dcbertragung elektrischer Energie mit Hilfe von Kabelb\u00e4umen. Diese k\u00f6nnen ein hohes Gewicht aufweisen, was zu einem hohen Treibstoffverbrauch der Flugzeuge f\u00fchrt. Die Integration von elektrischen Funktionen in bestehende Flugzeugbauteile bietet daher das Potential, das Flugzeuggewicht zu verringern und dadurch Treibstoff einzusparen. Das elektrische System eines Flugzeugs geh\u00f6rt zu den kritischen Systemen eines Flugzeuges [2]. Da die elektrischen Kabelb\u00e4ume in Verkehrsflugzeugen seit langer Zeit praktisch auf die gleiche Weise hergestellt werden, sind sie \u00fcber die Jahre sehr zuverl\u00e4ssig und robust geworden. Dadurch war es bisher schwierig, sie durch etwas \u00e4hnlich Zuverl\u00e4ssiges und Robustes zu ersetzen. Einige Elemente der Kabelb\u00e4ume werden in Handarbeit gefertigt, andere bed\u00fcrfen vieler Arbeitsschritte und einen entsprechend hohen Arbeitsaufwand. Durch die Integration von elektrischen Funktionen in bestehenden Flugzeugbauteile k\u00f6nnte dies vereinfacht werden.<\/p>\n<p>Im Rahmen einer Voruntersuchung zur Integration von elektrischen Funktionen in 3D-Druck-Bauteile, die von der <abbr title=\"Helmut Schmidt Universit\u00e4t\">HSU<\/abbr> durchgef\u00fchrt wurde, wurden die gew\u00fcnschten geometrischen und materiellen Eigenschaften f\u00fcr 3D-Druckproben, die mit elektrischen Funktionen zur Anwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie integriert sind, diskutiert. Es wurden zudem verschiedene gew\u00fcnschte Designaspekte der additiv hergestellten Bauteile in der Vorbereitung auf elektrische Tests beschrieben. Es wurden verschiedene Arten von potentiellem AM-Materialen bez\u00fcglich ihrer Eigenschaften, der anwendbaren Technologien und der elektrischen Leitf\u00e4higkeit untersucht.<\/p>\n<p>Die Erforschung, Entwicklung und Erprobung von Testverfahren f\u00fcr AM-Bauteile im Rahmen des Projektes FIONA erg\u00e4nzt die aktuellen standardisierten Testverfahren um die notwendigen Prozesse und identifiziert die wesentlichen Parameter zur Weiterentwicklung der Materialien f\u00fcr die AM-Technologie f\u00fcr Flugzeuganwendungen. Des weiteren erm\u00f6glichen einheitliche Testverfahren die Validierung unterschiedlicher Technologien und Materialkombinationen hinsichtlich der Parameter Spannungsfestigkeit, Stromtragf\u00e4higkeit, St\u00f6rlichtbogenfestigkeit und Sensitivit\u00e4t gegen\u00fcber elektromagnetischen St\u00f6reinfl\u00fcssen. Einheitliche Testverfahren erm\u00f6glichen die Durchf\u00fchrung von statistisch auswertbaren Langzeitversuchen zur Bewertung von Alterungsprozessen und Bestimmung von Zuverl\u00e4ssigkeitsparametern wie der mittleren Ausfallwahrscheinlichkeit.<\/p>\n<h2>Projektziel<\/h2>\n<p>Das Teilprojekt der <abbr title=\"Helmut Schmidt Universit\u00e4t\">HSU<\/abbr> beinhaltet die Entwicklung von standardisierten elektrischen Testmethoden f\u00fcr additiv hergestellte Flugzeugbauteile f\u00fcr Luftfahrtanwendungen mit integrierten elektrischen Funktionen. Im Folgenden werden die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele des Teilvorhabens beschrieben, die zur Erreichung der Arbeitsziele des Gesamtvorhabens dienen.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3201 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht.png\" alt=\"Arbeitsziele\" width=\"677\" height=\"600\" data-credit=\"HSU \/ EES\" srcset=\"https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht.png 1828w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht-300x266.png 300w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht-1024x907.png 1024w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht-768x681.png 768w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht-1536x1361.png 1536w, https:\/\/www.hsu-hh.de\/ees\/wp-content\/uploads\/sites\/680\/2020\/06\/uebersicht-1100x975.png 1100w\" sizes=\"auto, (max-width: 677px) 100vw, 677px\" \/><\/p>\n<p>Das Projekt \u201eFunktions-Integrierte Optimierte Neuartige Additive Strukturen (FIONA)\u201c im Rahmen des \u201eLuftfahrtforschungsprogramm VI-1\u201c des BMWi hat eine Projektdauer von dreieinhalb Jahren l\u00e4uft \u00fcber den Zeitraum 01.10.2020 bis 31.03.2024.<\/p>\n<h2>Quellen<\/h2>\n<p>[1] P. Constantinou and S. Roy, \u201cA 3D printed electromagnetic nonlinear vibration energy harvester,\u201d Smart Mater. Struct., vol. 25, no. 9, 2016.<br \/>[2] V. L. Press and A. M. Bruning, \u201cAdvanced Risk Assessment Methods for Aircraft Electrical Wiring Interconnection Systems ( EWIS ),\u201d 2002.<\/p>\n<h2>Vorarbeiten<\/h2>\n<p>P. Constantinou and S. Roy, \u201cA 3D printed electromagnetic nonlinear vibration energy harvester\u201d,\u00a0 Smart Mater. Struct., vol. 25, no. 9, 2016.<br \/>Y. M. Like, \u201cAirbus plans 3D printed airplanes by 2050\u201d, pp. 1\u20133, 2018.<br \/>R. Krempin, \u201c Experimentelle Evaluierung der Eignung von ausgew\u00e4hlten Fertigungsverfahren zur Nachbearbeitung von FDM-3D-Druckbauteilen aus PLA\u201d, 2017.<br \/>S. Darvish, D. Schulz, \u201cStudy, assessment and testing of technologies to incorporate electrical functions in aircraft parts\u201d, 2018.<br \/>S. Darvish, D. Schulz, \u201cSP1806489 Investigation of 3D printing for integration of electrical functions\u201d, 2018.<br \/>S. Darvish, R. Jordan, D. Schulz, \u201cReport on lab test request of AM specimens for integration of electrics in aircrafts parts\u201d, 2018.<\/p>\n<h2>Ansprechpartner<\/h2>\n<p><abbr title=\"Professor\">Prof.<\/abbr> <abbr title=\"Doktor\">Dr.<\/abbr>&#8211;<abbr title=\"Ingenieur\">Ing.<\/abbr> <abbr title=\"habilitatus\">habil.<\/abbr> Detlef Schulz (<u>Teilprojektleiter<\/u>)<br \/>Marc Meyer, <abbr title=\"Master of Science\">M.Sc.<\/abbr><br \/><abbr title=\"Diplom\">Dipl.<\/abbr>&#8211;<abbr title=\"Ingenieur\">Ing.<\/abbr> Baysa Lkhamsuren<br \/>Fakult\u00e4t f\u00fcr Elektrotechnik<br \/>Elektrische Energiesysteme<\/p>\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Kooperationspartner<\/h2>\n\n\n\n<p><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.airbus.com\/en\" target=\"_blank\">Airbus Operations <abbr title=\"Gesellschaft mit beschr\u00e4nkter Haftung\">GmbH<\/abbr><\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.broetje-automation.de\/\" target=\"_blank\">Broetje Automation <abbr title=\"Gesellschaft mit beschr\u00e4nkter Haftung\">GmbH<\/abbr><\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.safran-cabin.com\/\" target=\"_blank\">Safran Zodic Cabin Controls <abbr title=\"Gesellschaft mit beschr\u00e4nkter Haftung\">GmbH<\/abbr><\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/de.sfs.com\/\" target=\"_blank\">SFS Intec <abbr title=\"Gesellschaft mit beschr\u00e4nkter Haftung\">GmbH<\/abbr><\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.fau.de\/\" target=\"_blank\">Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.dlr.de\/DE\/Home\/home_node.html\" target=\"_blank\">Deutsches Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt e.V.<\/a><br><a href=\"http:\/\/www.faserinstitut.de\/\" rel='nofollow'>Faserinstitut Bremen e.V.<\/a><br><a href=\"https:\/\/www.awi.de\/\" rel='nofollow'>Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Polar- und Meeresforschung<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">FKZ: <strong>20W1913C<\/strong><\/h3>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 FKZ: 20W1913C Projekthintergrund Urspr\u00fcnglich wurde die additive Fertigung als Rapid Prototyping bezeichnet. 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