Fertigungskonzepte für Faserverbund-Elastomer-Strukturen in UAV-Rumpfschalen

Abstract

Um die technologische Machbarkeit neuer Werkstoffverbunde zu analysieren, ist es Aufgabe der Bachelorthesis mögliche Anwendungen anhand von Demonstratorbauteilen zu verwirklichen. Beispiele hierfür sind die spaltarme Anschlussgeometrie einer Rumpfklappe an dessen Umran-dungsstruktur oder bewegliche Komponenten integriert in eine Rumpfschale. Die UAV-Rumpfschale sowie mögliche Anschlussbauteile sind dabei in Faserverbundbauweise ausgeführt. In einem ersten Schritt sollen die bestehenden Fertigungsprozesse für einen Elastomer–CFK– Verbund analysiert und die kritischen Bereiche des Fertigungsprozesses identifiziert werden. Aufbauend auf dieser Analyse sind nachfolgend Fertigungskonzepte zu entwickeln, bei welchen der Fokus auf dem spaltarmen Übergang von Rumpfschale und Klappe liegt. Dabei sind Ferti-gungsdetails, wie Lagenaufbau, Stöße und Toleranzen, durch entsprechende Versuche zu be-werten. Hierzu sollen neben der Entwicklung der Fertigungskonzepte geeignete Prototypen gefer-tigt werden. Um das Fehlerpotential bewerten zu können, sollen in Fertigungsversuchen unter-schiedliche Bauweisen sowie integrale und differentielle Fertigungsansätze entwickelt und bewer-tet werden. Bei der Herstellung der entsprechenden Prototypen/Schikanebauteile der UAV-Schale ist eine Qualitätsprüfung und Gewichtsabschätzung durchzuführen. Die Bewertung erfolgt anhand eines kleineren Abschnittes der gesamten Schale. Dieses Bauteil (im Folgenden Demonstrator genannt) weist einen Krümmungsradius von ca. 550 mm, eine Breite von ca. 300 mm und eine abgewickelte Länge von ca. 800 mm auf. In diesem ist der Ausschnitt für eine öffnende Klappe enthalten. Zur Fertigung liegen bereits die Referenzgeometrie einer UAV-Rumpfschale sowie dessen Formwerkzeuge vor. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Technologie zur Herstellung spaltarmer Übergänge von Klappen zu dessen Umgebungsstruktur im Rumpf.