Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung Statusbericht 2012: Forschung und Technologie

Kurzfassung

Die dringlichste Herausforderung unserer Gesellschaft ist der Erhalt unseres Wohlstands im wirtschaftlichen Wettbewerb mit anderen Nationen und unter Reduktion unserer Ressourcen – und des Energieverbrauchs. Sie mündet direkt in die Fragestellung, wie wir die Produkte unseres täglichen Lebens wirtschaftlicher und effizienter herstellen und nutzen können. Speziell für die Luftfahrt und die Raumfahrt bedeutet dies, die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der Fluggeräte noch stärker als bisher zu erhöhen, ohne an wirtschaftlicher Wettbewerbsfähigkeit zu verlieren. Dieser Zielkonflikt wird direkt in die Entwicklung der Hardware getragen. In diesem Kontext entwickelt das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung neue monolithische und hybride Lösungsansätze für wirtschaftliche Hochleistungsstrukturen auf der Basis von neuen oder bestehenden Werkstoffen. Die Erwartung der Industrie, dass neue Bauweisen bei ihrem Weg aus den Laboren ihre Herstellbarkeit und Funktionsfähigkeit unter Realbedingungen zu einem Maximum nachgewiesen haben, hat dabei die Forschungsarbeiten gerade im Bereich der Strukturen in den letzten Jahren deutlich verändert. Die Entwicklung von validierbarer Hardware bedarf heute mehr denn je den Einbezug durchgängiger Prozessketten in die wissenschaftliche Arbeit. Sie erfordert die Auslegungsfähigkeit und die dazu geeigneten numerischen Werkzeuge, die in der Prozesskette über die eigene Disziplin hinausgehen. Waren am Institut vor wenigen Jahren reine Faserkunststoffverbund- beziehungsweise Faserkeramiklösungen noch dominant, so treten heute hybride Lösungsansätze unter Einsatz neuer Materialien immer stärker in den Vordergrund. Neue Fragestellungen zum Beispiel zur Verbindungstechnik, zum Grenzflächenengineering und zur Werkstoffkompatibilität tun sich dabei auf. Das Institut entwickelt daher sein Kompetenzprofil in der Bauweisenforschung und zur Strukturtechnologie entlang der relevanten Prozessketten in den Bereichen Verfahrens- und Verbindungstechnik, Produktionstechnik, zerstörungsfreie Prüfung, numerische Werkzeuge und Auslegungsfähigkeit konsequent weiter. Werkstofftechnische Lösungen, speziell für hybride Strukturkonzepte, werden durch die strategische Kooperation mit dem Institut für Werkstoff-Forschung eingebracht. Die Zusammenarbeit mit dem Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik lässt beide Institute nahezu das gesamte Portfolio der Faserverbundkunststofftechnologie abdecken. Über die Werkstoff- und Strukturtechnologie hinaus, baut das Institut gezielt die Partnerschaften mit system- und grundlagenorientierten Instituten des DLR und auch mit externen Partnern aus. Wertvolles Wissen aus der Aerodynamik, der Aeroelastik, der Technik der Luft- und Raumfahrtantriebe und auch der Energietechnik findet so seinen Weg in die prozessorientierte Bauweisen- und Strukturforschung am Institut. Blicken wir auf den erfolgreichen Flug des rückkehrfähigen, experimentellen Raumfahrzeugs SHEFEX oder auf die erfolgreiche Herstellung und virtuelle Zertifizierung von Komponenten für das DLR-Forschungsflugzeug HALO (um nur zwei Beispiele zu nennen), so bestätigt uns das, den eingeschlagenen Weg weiterzugehen.