KEM Konstruktion Verkehrstechnik 2018

WERKSTOFFE/VERFAHREN

WERKSTOFFE/VERFAHREN LEICHTBAU Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbund Leichter abheben Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast – das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Während bei Rümpfen oder Tragflächen permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten sind, gibt es seit den 1980er-Jahren bei Flugzeugrädern und den verwendeten Materialien sowie ihrer prinzipiellen Bauweise keine bedeutende Weiterentwicklung. Um dieses Innovationsfeld zu erschließen, hat das Fraunhofer LBF ein EU- Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotenzial von bis zu 40 % aufzeigen. Dipl.-Ing. M. Eng. Conchin Contell Asins, betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an Verbundwerkstoffen bei 22 %, beim modernen A350 XWB sind es bereits über 50 %. Hier bestehen große Teile des Rumpfes und der Tragwerke aus dem ultraleichten CFK. Nur bei den Flugzeugrädern hat sich seit mehr als 30 Jahren wenig in Richtung Leichtbau bewegt. Dass hier einiges möglich sein wird, erläutert Jens-David Wacker, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer- Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF leitet: „Unser Institut konnte bereits für den Bereich Automotive belegen, dass sich durch die Substitution von Metall- durch CFK-Räder ein vielversprechendes Leichtbaupotenzial aufzeigt. Wenn es um die zuverlässige Auslegung von sicherheitskritischen Leichtbauteilen geht, verfügt das Fraunhofer LBF über langjährige Erfahrung und ist anerkannter Forschungspartner.“ Bild: Fraunhofer LBF Neues Innovationsfeld erschließen Während des Start-, Lande-, und Rollvorgangs treten hohe sta - tische, dynamische und thermische Beanspruchungen auf, die Flugzeugräder zuverlässig ertragen müssen. Bei herkömmlichen Mo - dellen handelt es sich meist um Aluminiumschmiedekomponenten, die bis zu 100 kg wiegen können. Vor diesem Hintergrund steht für die Darmstädter Wissenschaftler am Anfang des Entwicklungsprozesses für ein leichtes CFK-Bugrad zunächst die Definitionsphase und damit das Zusammentragen aller wichtigen Anforderungen. Dazu gehören u. a. die Schnittstellen zum Reifen und zur Lagerung, die Bauraumspezifikationen und auftretende Beanspruchungen. Anders als bei Pkw-Rädern werden Flugzeugräder über eine Kegelrollenlageranordnung auf der Fahrwerksachse positioniert. Zudem werden Flugzeugräder mehrteilig ausgeführt, um die Montage des vergleichsweise steifen Reifens zu ermöglichen. Obwohl Bugräder im Gegensatz zu Hauptfahrwerksrädern nicht abgebremst werden, stellt sich der gebremste Rollvorgang als kritischer Lastfall für das Bugrad heraus. Aufgrund des hohen Bremsmoments am Hauptfahrwerk entstehen am Bugfahrwerk Abstützkräfte von bis zu 16 t pro Bugrad. Aufgrund des hohen Bremsmoments am Hauptfahrwerk entstehen am Flugzeugbugfahrwerk (Bild) Abstützkräfte von bis zu 16 t pro Bugrad 62 K|E|M Konstruktion VERKEHRSTECHNIK 2018

D: EUR 8,20 A: EUR 8,20 ÜBRIGE EUROLÄNDER: EUR 8,90 CH: CHF 14,50 E 2164 E 55. Jahrgang August 2018 Deutschlands erstes Wissenschaftsmagazin Cheops-Pyramide Ingenieure lösen das Rätsel der Bautechnik Satellit Gaia Volkszählung in der Milchstraße Bitcoins Wie sicher ist die Krypto-Währung? 8/18 natur Naturseife Hygiene und Luxus am Stück: Natürlich Waschen D 5,90 €, AT/LUX/IT 6,80 €, CH 10,80 SFR B 7114 50. Jahrgang 8-2018 Fair für Alle Grüne Pflege Günstiger Bio-Tee hier, gute Wie Senioren auf dem Bauern- Arbeitsbedingungen dort: Die hof neben en Kühen und Hühnern NATURFORSCHER trasse verbindet WALLICH: Industriekultur KELTEN E IN KLEINASIEN: I E Teekampagne macht es möglich ihren Lebensabend verbringen und neue Natur idylle Die Galater – das unbequeme Volk 6,90 € (D) 7,50 € (A/L) 13,50 CHF E 11108 E deutsche bauzeitung Zeitschrift für Architekten und Bauingenieure { 152. Jahrgang. EURO 16,30. Ausland EURO 16,00. 23 CHF 1569 ISSN 0721–1902. „SÜDSEE-BLASE“ IN ENGLAND: Als die Börsen spekulieren www.damals.de lernten DAMALS 8-2018 1 Ausgabe 02 | 2018 Das Handelsmagazin für Schreiner, Tischler, Inneneinrichter Beton Bauelemente Gestampft [ Trends und ] Türen gegen mit Sichtbeton das Vergessen Sommerfeeling pur: Outdoor-Küchen & Co [ Beratung ] Lust auf Gut: Verkaufen im Concept Store [ Markt ] Partner für Schreiner, Tischler, Inneneinrichter Trockenbau Smartes Arbeiten Der Infoservice für Architekten, Planer und Bauingenieure www.bba-online.de Schallschutz Akustisch sensibilisert 5 2018 04_April 2018 JULI 2018 Innenausbau / Möbel / Bauelemente .PROJECTS Loreak Flagshipstore San Sebastián La Rinascente Rom .OPINION Sichtbar werden im digitalen Raum Einkaufshelfer Care-O-Bot 4 AR und VR helfen bei der Einrichtungsplanung .PEOPLE Hind Rabii Heidrun Jecht automationspraxis.de Greiftechnik-Trends Special Medtec Special Control Leichter, flexibler, smarter Robotik und Automation für Automatisierte Mess technik und kollaborativer Seite 26 Medtech und Pharma Seite 30 sichert Qualität Seite 56 MESSEAUSGABE TEMPERATURSENSOR PROZESSTECHNIK FÜR DIE PHARMAINDUSTRIE WWW.PROZESSTECHNIK-ONLINE.DE/PHARMA April 2018 1 meinungsstark | fundiert | multimedialmedial 07 | Juli 2018 06/18 Schiebe- und Trennwandsysteme – ab Seite 14 Fenster- und Türenfertigung – ab Seite 68 Maßgeschneiderte Konzepte Montagetechnik – ab Seite 98 Marktübersicht Akku-Bohrhämmer EDV-Magazin – ab Seite 110 Digitalisierung mit Augenmaß MESSEAUSGABE RICHTUNG ZUKUNFT Eingangsbereiche Repräsentative Flure und Treppenhäuser PROZESSTECHNIK FÜR DIE CHEMIEINDUSTRIE WWW.PROZESSTECHNIK-ONLINE.DE/CHEMIE Magazin für Fahrzeuglackierung, Karosserie e und dR Reparatur ▶ Juli 2018 Flugzeuglackierung Lackiertechnik Lacke Wandfarben Schützende Anstriche Dekorative und Über die Grenzen für Metalluntergründe funktionale Gestaltung 07/2018 Maler b lat t 1 MESSEAUSGABE VERPACKUNGSZELLE FÜR GARNELEN PROZESSTECHNIK FÜR DIE LEBENSMITTELINDUSTRIESTRIE WWW.PROZESSTECHNIK-ONLINE.DE/FOOD cav 06-2018 1 MITTEILUNGSORGAN DER VDCO VEREINIGUNG DEUTSCHER CONTACTLINSENSPEZIALISTEN UND OPTOMETRISTEN e.V. E 6422F www.lackiererblatt.de Die kontaktologische Fachzeitschrift Systemgrenzen zur Pneumatik überwinden Präzisions-Contactlinsen nach Mass von Galifa. Einfach bestellt und prompt geliefert. NEU: Anpasstoolol SmartFit SWISS soft! QUALITY Galifa Contactlinsen AG Tel. 0180 546 54 54 (Ortstarif) info@galifa.ch „Die ‚Schnittstelle‘ zwischen Steuerungsund IT-Welt legt Basis für Industrie 4.0.“ 06/2018 53. Jahrgang Sicher und unbedenklich 52. Jahrgang www.kon-online.de www.sifa-sibe.de Das Magazin für Einkauf, Materialwirtschaft und Logistik 2018 06 Wenn ein geringes Gewicht, Medien - und Korrosions - beständigkeit sowie hohe Robustheit und Standzeit Nadellagerer speziell bei kleinen Bewegungswinkeln besonders wichtig sind, können Gleitlager glänzen. Verhandlungen Was der Einkauf vom Fußball lernen kann Seite 14 Berufsmode Das Spiel mit Farbe und Wirkung Seite 52 Recht SPECIAL Start-up DSGVO: Diese Änderungen sind Was Optische Technologien in der Umgang mit Raubtieren Schlafstörungen Schwierige Gespräche Digitale Hilfe für den Einkauf ab Mai zu beachten bei Prototypen Seite 106 Seite 56Medizintechnik leisten Seite 91 Nachgefragt im Zoo Safaripark die KONTAKTLINSE 6/2018 Unterschätzt 1 und tabuisiert Ansprache von Fremdarbeitern 06/2018 Sicherheitsbeauftragter 1 wirautomatisierer.de Instandhaltung ng 4.0 für Sicherheitsschaltgerätechaltgeräte Auftragslaufzeit fzeit Sensordaten verkürzen richtig nutzen Entwurfstools Expertengespräch Seite 19 Seite 30 Titelstory Seite 34 Virtuelles Materialdesign Werkstoffe Seite 76 Im Gespräch | „KI lokal zur Verfügung stellen“ elektro AUTOMATION Hartmut Pütz, 04 2018 President 1 Factory Automation, Mitsubishi Electric Europe K|E|M Konstruktion – Seite 1206 2018 1 www. w. mavv-on onli line ne.d 18,- 02.2018 www.medizin-und-technik.de EVK 11,50 € Ingenieurwissen für die Medizintechnik TITELTHEMA Messen Neue Produkte und Trends MT-Connect Seite 45 Medtec Europe Seite 21 28.05.2018 | 140. Jahrgang www.industrieanzeiger.de 06 2018 www.kem.de 3D-Druck Die Vision der individualisierten Brille wird wahr Seite 34 Oberflächentechnik Herausforderung bei additiv gefertigten Bauteilen Seite 48 Trendd China – Kunde und Wettbewerber Seite e 22 Mensch-Roboter-Kollaboration Bionischer Arbeitsplatz mit KI Seite 56 Maschinen Effizienz durch Hybridisierung einer Drehmaschine Seite 48 Automation Maschinenhersteller setzt auf werkstattorientierte Steuerung Seite 97 Seite 35 Seite 54 Industrieanzeiger 14.18 1 LEICHTBAU WERKSTOFFE/VERFAHREN Bild: Fraunhofer LBF Bild: Fraunhofer LBF Wissenschaftler des Fraunhofer LBF identifizieren eine optimale Leichtbaustruktur, indem sie unterschiedliche Radgeometrien hinsichtlich ihrer geometrischen Steifigkeit bewerten Vergleich der maximalen Verformungen prinzipieller Radgeometrien unter verschiedenen Lastkombinationen Den zweiten Schritt im Entwicklungsprozess bildet die Konzeptentwicklung. Für die Konzeptfindung einer optimalen Leichtbaustruktur untersuchen die Wissenschaftler dafür prinzipielle geometrische Konzepte und bewerten diese bezüglich ihrer Steifigkeit gegenüber den Belastungen Radiallast, seitliche Last, Reifendruck und überlagerten Lastfällen. Eine Topologieoptimierung des Systems bestätigt anschließend das Ergebnis. Zehn Prototypen des Bugrades geplant Bei der Entwicklung von Bauteilen aus Faserverbund ist eine Aus - einandersetzung mit den möglichen Herstellverfahren und Materialien schon früh im Entwicklungsprozess wichtig, da diese entscheidende Fertigungsgrenzen mit sich bringen. „Für die Herstellung des Flugzeugrads streben wir das Resign Tranfer Molding (RTM) an. Dieses Verfahren bietet viele Vorteile hinsichtlich einer möglichen automatisierten Fertigung, der Erzeugung komplexer Bauteilgeometrien und der Realisierung hoher Laminatqualitäten“, erklärt Wacker. Im Projekt sollen insgesamt zehn Prototypen des Flugzeugrads hergestellt werden. Zur Verifizierung der Bauteilauslegung wird das Fraunhofer LBF die Prototypen unter den für ein Flugzeugrad vorgesehenen Zertifizierungsversuchen testen. Die EU fördert das Projekt „Development of a composite wheel“ im Rahmenprogramm Clean Sky II (H2020/2014-2020) (Grant Agreement for Members No. AIR-GAM-2016-2017-05). bec www.lbf.fraunhofer.de Detaillierte Informationen zum Flugzeugrad aus Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbund: hier.pro/DOm9E Messe Innotrans: Halle 23, Stand 207 Messe SMM: Halle B6, Stand 319 wissenschaft.de Das Magazin für Natur, Umwelt und besseres Leben Verrückt SPEZIAL nach Vögeln Mega-Projekt Schauen, lernen, Die bewahren: Templer ICARUS Die neue Vermessung der Tierwelt DIE TEMPLER Wie Beobachter zu Naturschützern werden Aufstieg und Fall eines Ritterordens Radeln im Ruhrpott Eine Tour auf der alten Erzbahn- Auf der Jagd nach den Geheimnissen der Flora 7-8.2018 AUF DEM LAND Internationale ale Schwerpunkt: Küche Eurocucina ucina 2018 D 13,00 EUR | EURO countries 13,50 EUR | 16,60 CHF | 120,00 DK | 11,50 GBP | 10,95 USD | 13,95 AUD Retail Gekonnt geplant und umgesetzt / Fe M / M M / E D Über den Wolken Ionisierung LACKE leicht gemacht K + L-Szene in England die KONTAKT LINSE Schweizer Präzision für den modernen Lifestyle ISSN 0300–3337 € 4,40 Das Original seit über 50 Jahren! 6/2018 Schutzhandschuhe richtig auswählen www.beschaffung-aktuell.de Kunststoff-Gleitlager – anstatt Nadellager? Seite 34 7 | 18 Gesundheit 2030 Wie Künstliche Intelligenz hilft, die Kosten zu senken +++ Wissensmagazine +++ Planen, Bauen, Gestalten +++ Einrichten, Design +++ Konstruktion, Produktion, Industrieprozesse +++ Augenoptik +++ Diese Vielfalt finden Sie an keinem Kiosk! Entdecken Sie die Informationsvielfalt von über 40 Zeitschriften und wählen Sie aus attraktiven Angeboten Ihre Wunschprämie. Bestellen Sie Ihr Abo einfach und bequem von zu Hause unter 03-2018 ACHEMA 12 TITEL SELBSTKALIBRIERENDER Den digitalen Wandel meistern 06-2018 ACHEMA 52 TITEL MIT SMARTEN SENSOREN 06-2018 ACHEMA 40 TITEL ROBOTERBASIERTE Das Engineering Magazin Innovation in der spanenden Fertigung 04-2018 Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte Präzise Sensorik erhöht Genauigkeit in der Robotik elektroektr AUTOMATION Clevere Instandsetzung per smart plastics realisieren Special Großteilebearbeitung .de | € 18 das genussmagazin 02-2018 14.18 Die besten Weinsortimente Special 3D-Druck ab Seite 24 Reise an die Nahe Das Weingut Pieroth und andere Winzertipps PRÄMIERT Sommerweine, Premierenweine, Weine für die Grillsaison, Alte Reben, Brauereien des Jahres Einkauf, Logistik +++ Genuss, Lebensart +++ Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin +++ K|E|M Konstruktion VERKEHRSTECHNIK 2018 63