Forschungsprojekt:"Caire"







Forschungsbereich:Automation, CFK, Luftfahrt-MRO
Gefördert durch:Bundesministerium für Wirtschaft und
Technologie (LuFoIV-3)
In Zusammenarbeit mit:Lufthansa Technik,
Airbus Defense & Space
Beginn des Projekts:April 2012
Ende des Projekts:Dezember 2015 


Beschreibung:

Aufgrund der hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei geringem Gewicht sowie der Vermeidung von Korrosionen ist in der Luftfahrtindustrie ein wachsender Einsatz an Faserverbundwerkstoffen zu beobachten. Bei der neuesten Generation ziviler Großraumflugzeuge werden Werkstoffe wie kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) auch in Rumpf- und Flügelstrukturen eingesetzt. Dies bedingt die Entwicklung und Anwendung geeigneter Reparaturverfahren.

 

Das Ziel des im Rahmen des nationalen Luftfahrtforschungsprogrammes vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten mehrjährigen Forschungsprojekts CAIRE war, auf Basis zuverlässiger Berechnung und sicherer fertigungstechnischer Ausführung zulassbare, geklebte Strukturreparaturen zu entwickeln. Dadurch wurde die Möglichkeit geschaffen, auch andere Strukturbauteile, wie die Flugzeugzelle, effizient und werkstoffgerecht instand zu setzen. 

 

Das Technologievorhaben CAIRE umfasste im Wesentlichen folgende Arbeitsanteile:

 

  • Die Entwicklung eines Reparaturdesign und -analyseverfahrens mit dem Ziel, das Bauteilverhalten bei last-, bzw. geometrieadaptierten Schäftformen vorherzusagen
  • Die sichere, zuverlässige und ortsunabhängige mechanische Schadensbearbeitung durch die Entwicklung eines mobilen Reparaturroboters. Hierfür wird außerdem die Güte der zu erzielenden Oberfläche untersucht und quantifiziert 
  • Die Erarbeitung eines Verfahrens zur Detektion verschiedener Kontaminationsstoffe einschließlich der für eine Klebung akzeptablen Schwellenwerte, um eine zuverlässige reproduzierbare Reparatur zu ermöglichen

Zusätzlich wurde bereits während der Projektdurchführung in Zusammenarbeit mit der europäischen Luftfahrtbehörde EASA zur Vorbereitung und Unterstützung einer späteren Zulassung erste Schritte zur Validierung des Reparaturprozesses unternommen.

 

Im Rahmen des Projektes „Caire“ war das IFPT mit der Entwicklung der mobilen Bearbeitungsmaschine beauftragt. Dabei wurden folgende Aufgaben vom IFPT übernommen:

 

  • Definition eines geeigneten Maschinenkonzepts 
  • Entwicklung eines Systems zur lösbaren Fixierung des Systems an Flugzeugstrukturen 
  • Aufbau eines Systemdemonstrators
  • Test des Systemdemonstrators in anwendungsnahen Bearbeitungsszenarien  
  • Entwicklung und Untersuchung geeigneter Strategien zur Steigerung der Digitalisierungs- und Bearbeitungsgenauigkeiten bei wechselnden Montagesituationen und Systemelastizitäten 
  • Entwicklung eines effizienten Montage- und Sicherungskonzepts für die effiziente Nutzung des Systems im Feld 

     

     

     

    Verbundführer: 

    Lufthansa Technik AG 

     

    Verbundpartner: 


    • Automation W+R 
    • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Braunschweig (DLR) 
    • Airbus Defence & Space 
    • Airbus Group Innovations 
    • Airbus Helicopters 
    • iSAM AG 
    • luratec AG 
    • MAPAL Dr. Kress KG 
    • UST Umweltsensortechnik GmbH 

     

    Ansprechpartner am Institut: Dipl.-Ing. Matthias Höfener