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Full-Scale Application of in-situ Automated Fiber Placement for the Production of a Fuselage Skin Segment

Deden, Dominik und Brandt, Lars und Mayer, Monika und Henning, Dietfried und Hellbach, Olivia und Fischer, Frederic (2023) Full-Scale Application of in-situ Automated Fiber Placement for the Production of a Fuselage Skin Segment. SAMPE Europe 23 Conference, 2023-10-02 - 2023-10-05, Madrid, Spanien.

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Kurzfassung

The CleanSky II multi-functional fuselage demonstrator is the world’s largest known aviation structure made of thermoplastic composites. The Center for Lightweight Production Technology (ZLP) in Augsburg together with Premium Aerotec, supported by Aernnova and Airbus was responsible for the delivery of the 8 m long upper half shell. The first step in the upper shell production is the skin placement which is done by means of in-situ automated fiber placement (in-situ T-AFP). The process is a lean, single-stage additive manufacturing process for thermoplastic CFRPs. In order to ensure a sufficient quality in the laminate the ZLP has worked intensively on dedicated design principles for the process, material quality requirements and an optimization of process parameters. Major advancements on the way towards a full-scale fuselage have been displayed in the past by the manufacturing of a scaled demonstrator. This paper presents the evolution to the recently manufactured full-scale component with a total length of 8 m, a diameter of 4 m and a composite part design that includes reinforcements for the door cut-outs and two different welding interfaces. The latter will be leveraged for the joining of two half-shells by means of thermoplastic welding. In this work the methodology for a scale up to an actual airplane geometry and the associated challenges are emphasized. Critical aspects of the scale up and potential mitigation of future issues for in-situ process are discussed with regards to design, process and manufacturing. Finally, a way towards industrial, full-scale productions by means of in-situ AFP is proposed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199804/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Full-Scale Application of in-situ Automated Fiber Placement for the Production of a Fuselage Skin Segment
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deden, DominikDominik.Deden (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8959-8720NICHT SPEZIFIZIERT
Brandt, LarsLars.Brandt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-8608-0759147776144
Mayer, MonikaMonika.Mayer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4448-9501147776146
Henning, DietfriedDietfried.Henning (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hellbach, OliviaOlivia.Hellbach (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, FredericFrederic.Fischer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5421-4336NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerospace, Fuselage, CFRP, Manufacturing Technologies, Automated Fiber Placement (AFP), Thermoplastics, in-situ consolidation, Scale-up
Veranstaltungstitel:SAMPE Europe 23 Conference
Veranstaltungsort:Madrid, Spanien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 Oktober 2023
Veranstaltungsende:5 Oktober 2023
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Augsburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Automation und Produktionstechnologie
Hinterlegt von: Deden, M.Sc. Dominik
Hinterlegt am:30 Nov 2023 09:40
Letzte Änderung:24 Apr 2024 21:00

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