Modellierung und ökologische Bewertung der Fertigung einer CFK-Flügelrippe mit Umberto

Kurzfassung

An increasing demand for components made of fiber composite (fiber reinforced plastics) requires the use of adapted and efficient production processes. Reliable computer-aided models and analyses of the discrete production phases up to a complete life-cycle assessment are necessary to compare manufacturing processes for fiber composites from an ecological perspective. Thereby production processes with a higher resource-efficiency can be developed. Within this thesis, the life-cycle assessment software Umberto NXT Universal is used for modelling the production process of a complex carbon composite structure using the example of two wing ribs. Based on an Excel model with CO2-equivalents a reference model is constructed. The results will be compared to the results of a second model using data out of software integrated environmental databases. In addition, other potential environmental effects of processing carbon fibre composites will be investigated with the evaluation method “ReCiPe”. Further analysis options with the software Umberto are presented and used. Ein zunehmender Bedarf an Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen erfordert den Einsatz angepasster Fertigungsprozesse, die schnell, effizient und ressourcenschonend sein müssen. Zuverlässige computerunterstützte Modelle und Bilanzierungen von Teilprozessen der Fertigung bis hin zu einer vollständigen Ökobilanz sind notwendig, um in der Zukunft Fertigungsverfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen unter ökologischen Aspekten zu vergleichen und Optimierungspotentiale aufzeigen zu können. In dieser Masterarbeit wird mit der Ökobilanzierungssoftware Umberto NXT Universal der Herstellungsprozess eines komplexen CFK-Bauteils am konkreten Beispiel zweier Flügelrippen modelliert. Aufbauend auf einem Excel Modell mit CO2-Äquivalenten wird ein Referenzmodell aufgebaut und dessen CO2-Äquivalente mit den Ergebnissen verglichen, die unter Zuhilfenahme softwareintegrierter Umweltdatenbanken entstehen. Zusätzlich werden weitere potentielle Umweltwirkungen von CFK mit der Bewertungsmethode „ReCiPe“ dargestellt und die umfangreichen Auswertungsmöglichkeiten der Software Umberto genutzt.